УЗЕЛ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НАПИТКА И МАШИНА
BEVERAGE PRODUCTION UNIT AND MACHINE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к машинам для получения напитков, в частности, но не исключительно, к кофемашинам для приготовления кофе «эспрессо» или других кофейных напитков. Более конкретно, настоящее раскрытие относится к узлам для получения напитков, использующих продукты в сыпучем виде, например рассыпной порошкообразный кофе, полученный путем размалывания кофейных зерен, и машинам для приготовления напитков, включающих в себя упомянутые узлы.
Предпосылки изобретения
Устройства для получения напитков, такие как варочные машины для получения кофе «эспрессо», хорошо известны в технике. Патент США № 4681028 раскрывает устройство для приготовления горячих напитков, в частности кофе, содержащее варочный узел, включающий в себя варочную камеру с подвижным первым участком варочной камеры и вторым участком варочной камеры, предназначенные для взаимодействия друг с другом для загрузки порошкообразного кофе в первый участок, закрывая варочную камеру и варя кофе посредством подачи горячей воды под давлением через варочную камеру, и порошкообразный кофе, содержащийся в ней, для вытяжки ароматических веществ из порошкообразного кофе.
В этих известных устройствах подвижный участок варочной камеры обычно осуществляет вращательное и поступательное движение в вертикальной плоскости. В первом положении загрузки подвижный участок варочной камеры расположен вертикально под загрузочной воронкой, через которую порошкообразный кофе дозируется из кофейной мельницы в емкость, образованную в первом участке варочной камеры. Определенное количество порошкообразного кофе или другого сыпучего напитка для приготовления продукта собирается внутри емкости и образует конусообразную горку сыпучего материала. При повороте подвижного участка варочной камеры из положения загрузки в положение варки верхний конец горки сыпучего продукта выравнивается скребком таким образом, что высота горки уменьшается посредством проталкивания сыпучего материала к основанию конусообразной горки внутри емкости перед закрытием варочной камеры, прессованием продукта и началом цикла варки.
В некоторых условиях часть продукта, загруженного в емкость, образованную в участке варочной камеры, может выпадать и загрязнять внутреннюю часть устройства, в котором расположен варочный узел. Частая очистка устройства становится необходимой.
Краткое описание настоящего изобретения
Описан узел для получения напитков, который облегчает или, по меньшей мере, частично устраняет вышеупомянутую проблему, уменьшая или исключая сыпучий продукт, например порошкообразный кофе, который выпадает из емкости, образованной варочной камерой, во время перемещения из положения загрузки в положение варки.
В соответствии с настоящим изобретением описан узел для получения напитков, например варочный узел, содержащий заварочную камеру с подвижным первым участком заварочной камеры, образующим емкость для вмещения, по меньшей мере, одного продукта для приготовления напитка, и вторым участком заварочной камеры. Первый участок заварочной камеры перемещается между положением загрузки, в котором первый участок заварочной камеры расположен под воронкой для загрузки продукта, и положением варки, в котором первый участок заварочной камеры взаимодействует со вторым участком заварочной камеры, таким образом, закрывая заварочную камеру. Узел для приготовления напитков дополнительно содержит скребок, выполненный с возможностью выравнивания горки сыпучего продукта, которая может выступать из емкости, во время перемещения первого участка заварочной камеры из первого положения во второе положение. Кроме того, емкость имеет верхнюю кромку, окружающую впускное отверстие емкости и содержащую выступ, проходящий от верхней кромки. Выступ выполнен с возможностью предотвращения выпадения сыпучего продукта из емкости при прохождении под скребком. Таким образом, загрязнение машины сыпучим продуктом, таким как порошкообразный кофе, случайно выпадающим из заварочной камеры во время закрытия, предотвращено или уменьшено. Выступ образует перегородку, расположенную за скребком, так что излишний сыпучий материал, который иначе может случайно выпасть из емкости, удерживается перегородкой и содержится внутри заварочной камеры.
WO 2012/114218 раскрывает узел для получения напитка в соответствии с преамбулой п.1 формулы изобретения.
В практических вариантах осуществления верхняя кромка или кромка, окружающая отверстие емкости заварочной камеры, имеет передний участок и задний участок, причем упомянутый передний участок опережает упомянутый задний участок во время перемещения упомянутого первого участка варочной камеры из положения загрузки в положение варки. Выступ расположен по заднему участку верхней кромки.
По сути, известно, что воронка имеет впускное отверстие для продукта, выпускное отверстие для продукта и канал для продукта, проходящий вниз от впускного отверстия для продукта к выпускному отверстию для продукта. В преимущественных вариантах осуществления выпускное отверстие для продукта окружено кромкой, которая содержит две противоположные выемки, расположенные по траектории движения первого участка заварочной камеры. Выемки выполнены с возможностью обеспечения прохождения выступа, проходящего от верхней кромки емкости при перемещении первого участка заварочной камеры под упомянутой воронкой. Это обеспечивает лучшее направление продукта в емкость, поскольку остается меньше свободного пространства или не остается свободное пространство между кромкой выпускного отверстия воронки и верхней кромкой емкости. Одновременно выемки предотвращают столкновение между выступом и воронкой во время закрытия заварочной камеры.
В некоторых вариантах осуществления скребок содержит нижнюю скребковую кромку и поверхность скольжения, выполненные с возможностью взаимодействия с выступом во время перемещения упомянутого первого участка заварочной камеры из упомянутого положения загрузки в упомянутое положение варки. Поверхность скольжения предпочтительно является вогнутой и, в частности, например, по существу, цилиндрической для обеспечения лучшего эффекта выравнивания сыпучего продукта и оптимального взаимодействия с подвижным участком заварочной камеры.
В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение также относится к машине для получения напитков, содержащей узел для получения напитков, как описано выше.
Признаки и варианты осуществления раскрыты в данном документе ниже и дополнительно изложены в прилагаемой формуле изобретения, которая составляет неотъемлемую часть настоящего описания. Вышеупомянутое краткое описание излагает признаки различных вариантов осуществления настоящего изобретения для того, чтобы нижеследующее подробное описание могло быть лучше понятно и для того, чтобы настоящие усовершенствования существующей техники можно было лучше оценить. Конечно, имеются другие признаки настоящего изобретения, которые будут описаны ниже и которые будут изложены в прилагаемой формуле изобретения. В связи с этим, перед подробным объяснением нескольких вариантов осуществления настоящего изобретения следует понимать, что различные варианты осуществления настоящего изобретения не ограничиваются их применением к элементам конструкции и расположениям элементов, изложенных в нижеследующем описании или проиллюстрированных на чертежах. Настоящее изобретение включает в себя другие варианты осуществления, а также практическое применение и осуществление различными способами. Кроме того, следует понимать, что выражения и терминология, используемые в данном документе, предназначены для описания и не должны рассматриваться как ограничивающие.
По существу, специалисты в данной области техники должны понимать, что идея, на которой основано настоящее раскрытие, может быть легко использована в качестве основы для выполнения других конструкций, способов и/или систем для осуществления нескольких целей настоящего изобретения. Следовательно, важно, чтобы формула изобретения рассматривалась как включающая в себя такие эквивалентные конструкции в такой мере, что они не выходят за пределы сущности и объема настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Более полное понимание раскрытых вариантов осуществления настоящего изобретения и многих из его соответствующих преимуществ будет легко получено, так как то же самое становится лучше понятным посредством ссылки на нижеследующее подробное описание при рассмотрении вместе с сопроводительными чертежами, на которых
фиг.1 – схематичный вид кофемашины с варочным узлом в соответствии с настоящим раскрытием в одном варианте осуществления;
фиг. 2-5 иллюстрируют в вертикальном разрезе закрывающее движение варочного узла;
фиг.6 – перспективный вид снизу скребка варочного узла;
фиг.7 – перспективный вид подвижного участка варочной камеры; и
фиг.8 – вид снизу воронки, через которую продукт загружается в емкость подвижного участка варочной камеры.
Подробное описание вариантов осуществления
Нижеследующее подробное описание примеров осуществления относится к сопроводительным чертежам. Одни и те же ссылочные позиции на разных чертежах обозначают одни и те же или подобные элементы. Кроме того, чертежи необязательно даны в масштабе. Также, нижеследующее подробное описание не ограничивает настоящее изобретение. Вместо этого, объем настоящего изобретения определен прилагаемой формулой изобретения.
Ссылка в описании на «один вариант осуществления», или «вариант осуществления», или «некоторые варианты осуществления» означает то, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанные применительно к варианту осуществления включены в, по меньшей мере, один вариант осуществления раскрытого объекта изобретения. Таким образом, появление фразы «в одном варианте осуществления», или «в варианте осуществления, или «в некоторых вариантах осуществления» в различных местах в описании не обязательно относится к одному и тому же варианту осуществления (вариантам осуществления). Кроме того, конкретные признаки, конструкции или характеристики могут сочетаться любым подходящим способом в одном или более вариантах осуществления.
В нижеследующем описании ссылка будет конкретно сделана на кофемашину и узел для получения напитка в виде варочного узла, содержащего варочную камеру. Однако следует понимать, что признаки, раскрытые в данном документе, могут быть воплощены в машине для получения напитка, предназначенной для приготовления разного напитка, использующей сыпучие ингредиенты, например в виде порошка, листьев и т.д., и включающей в себя узел для получения напитка с заварочной камерой, отличный от варочного узла.
На фиг.1 изображена кофемашина, в целом обозначенная ссылочной позицией 1. Кофемашина содержит блок 3 для дозирования кофе, состоящий из двух дозирующих носиков 5 для кофе. В других вариантах осуществления может быть обеспечен один дозирующий носик. Под дозирующим блоком 3 расположен поддон 7 для сбора капель, закрытый решеткой 9. Решетка 9 образует опорную поверхность для чашки, стакана или другой емкости для напитка, которую пользователь может устанавливать под носиками 5 для сбора кофе, полученного машиной 1.
В примере осуществления, изображенном на фиг.1, кофемашина 1 также содержит контейнер 11 для кофейных зерен, резервуар 13 для свежей воды, кофейную мельницу 15, варочный узел 17 и емкость 19 для сбора использованного порошкообразного кофе, выгружаемого из варочного узла 17, причем эти элементы схематично представлены на фиг.1, некоторые из них будут описаны более подробно со ссылкой на фиг. 2-8. Кофемашина 1 также содержит водяной насос и водонагреватель (не показаны). Водяной насос подает свежую воду из резервуара 13 для воды через водонагреватель в варочный узел 17. Варочный узел 17 изображен на фиг. 2-8 и будет описан более подробно ниже. На фиг.2 также схематично изображена кофейная мельница 15, которая расположена над варочным узлом 17.
В примере осуществления, изображенном на прилагаемых чертежах, варочный узел 17 содержит опорную конструкцию 21, которая поддерживает заварочную камеру в виде варочной камеры. Опорная конструкция 21 содержит пару боковых панелей 21A, только одна из них изображена на фиг.2-5, причем другая панель, по существу, идентична и расположена на расстоянии от нее, образуя отделение между двумя боковыми панелями 21A. Варочная камера расположена между двумя боковыми панелями 21A.
Варочная камера или заварочная камера обозначена ссылочной позицией 23. В некоторых примерах осуществления варочная камера 23 содержит первый участок 25 варочной камеры, который перемещается относительно опорной конструкции 21 под управлением подходящего исполнительного механизма, например электродвигателя, известного, по сути, и не показанного на чертежах. Перемещение первого участка 25 варочной камеры показано последовательно на фиг. 2-5 и будет описано более подробно ниже.
В некоторых вариантах осуществления варочная камера 23 дополнительно содержит второй участок 27 варочной камеры. В варианте осуществления, изображенном на чертежах, второй участок 27 варочной камеры поддерживается в неподвижном положении опорной конструкцией 21. В других вариантах осуществления второй участок 27 варочной камеры может осуществлять перемещение относительно опорной конструкции 21, например поступательное движение.
Более подробно, первый участок 25 варочной камеры содержит наружный элемент 29, образующий внутреннюю емкость 31. Продукт для приготовления напитка, например порошкообразный кофе, загружается во внутреннюю емкость 31. В некоторых вариантах осуществления внутренняя емкость 31 может иметь обычную цилиндрическую форму. Нижняя часть емкости 31 закрыта подвижным поршнем 32, размещенным с возможностью скольжения в наружном элементе 29. Подвижный поршень 32 поддерживается на верхнем конце плунжера 33. В некоторых вариантах осуществления плунжер 33 может быть полым в осевом направлении и образовывать канал для дозирования горячей воды. Кофейный напиток дозируется через второй участок варочной камеры. В других вариантах осуществления плунжер может образовывать канал для дозирования кофе. В этом случае горячая вода будет дозироваться через второй участок варочной камеры.
Второй участок 27 варочной камеры, по существу, выполнен в виде закрывающего поршня, содержащего наружное уплотнение 34, например уплотнительное кольцо или кромочное уплотнение, контактирующее с возможностью скольжения и уплотнения с внутренней поверхностью емкости 31. В дальнейшем второй участок 27 варочной камеры будет также называться верхним поршнем 27.
Как можно понять из ряда фиг. 2-5, подвижный варочный участок 5 может занимать первое положение загрузки (фиг.2) и перемещаться с поворотным и прямолинейным движением из упомянутого первого положения загрузки в конечное положение варки, изображенное на фиг.5.
В первом положении загрузки первый участок 25 варочной камеры расположен под воронкой 35, расположенной между опорной конструкцией 21 и кофейной мельницей 15, и через которую порошкообразный кофе, полученный при помощи кофейной мельницы 15, подается в емкость 31 первого участка 25 варочной камеры.
В положении варки (фиг.5) второй участок 27 варочной камеры расположен в емкости 31 и находится рядом с поршнем 32, образующим нижнюю часть варочной камеры. Небольшая область остается между нижним поршнем 32 и верхним поршнем 32, образующим второй участок 27 варочной камеры. Порошкообразный кофе, собранный в первом участке 25 варочной камеры, прессуется и уплотняется между поршнем 32 и верхним поршнем или вторым участком 27 варочной камеры для образования плотного слоя порошкообразного кофе или фильтра, через который проходит горячая вода под давлением для вытяжки ароматических веществ из порошкообразного кофе и получения кофейного напитка. В некоторых вариантах осуществления конечный объем, существующий между поршнями 27 и 32, может регулироваться на основании количества порошкообразного кофе, например, для получения более крепкого или более слабого кофе или еще для получения одной или двух чашек кофе с использованием одного цикла варки.
Раскрытый варочный узел и цикл варки, осуществляемый упомянутым варочным узлом, известны специалистам в данной области техники и не требуют дополнительного подробного описания.
Как можно понять из последовательного перемещения, изображенного на фиг. 2-5, при загрузке порошкообразного кофе (стрелка P) через воронку 35 в емкость 31, горка H порошкообразного кофе образуется внутри емкости 31. Горка обычно может иметь конусообразную форму. При определенных условиях конец горки H может выступать за верхнюю кромку 31L, окружающую впускное отверстие емкости 31. Другими словами, высота горки H больше глубины емкости 31. Это может зависеть не только от количества порошкообразного кофе, загруженного в участок 25 варочной камеры, а также от крутизны конусообразной горки, что, в свою очередь, зависит от физических свойств порошка. Для удаления конца горки H и обеспечения того, чтобы весь загруженный порошкообразный кофе должным образом собирался внутри емкости 31, рядом с воронкой 35 расположен скребок 37 для выступа под нижней кромкой 35L выпускного отверстия воронки 35.
Скребок 37 изображен на фиг.6. В данном варианте осуществления скребок 37 содержит два поворотных плеча 37A. Поворотные плечи 37A содержат поворотные штифты 39, с помощью которых скребок 37 соединен с возможностью поворота с воронкой 35. Упругие элементы (не показаны), например цилиндрические пружины, расположенные вокруг штифтов 39, смещают скребок 37 в исходное положение, изображенное на фиг.2. Исходное положение скребка 37 определяется соответствующими опорами, например, образованными опорной конструкцией 21 и/или воронкой 35.
Во время перемещения первого участка 25 варочной камеры из первого положения загрузки на фиг.2 в конечное положение варки на фиг.5, верхняя кромка 31L, окружающая впускное отверстие емкости 31, толкает скребок 37, заставляя последний поворачиваться вокруг, по существу, горизонтальной оси A-A, образованной поворотными штифтами 39, преодолевая упругую силу, прикладываемую упругими элементами (не показаны).
В примере осуществления, изображенном на чертежах, скребок 37 содержит скребковую кромку 37E, расположенную на дистальных концах поворотных плеч 37A, т.е. на конце напротив поворотных штифтов 39. В предпочтительных вариантах осуществления скребковая кромка 37E является, по существу, прямолинейной и параллельной оси A-A поворота.
В варианте осуществления, изображенном на чертежах, см., в частности, фиг.6, в своем промежуточном положении скребковая кромка 37E сливается с толкающей поверхностью 37S. Поверхность 37S предпочтительно является вогнутой поверхностью, например косой поверхностью, такой как участок цилиндрической поверхности. Поверхность 37S проходит от прямолинейной скребковой кромки 37E к ребру 41, соединяющему два поворотных плеча 37A. В примере осуществления, изображенном на фиг.6, ребро 41 слегка изогнуто, например, в виде участка окружности. Толщина ребра 41, т.е. его размер в направлении, перпендикулярном к поворотным плечам 37A, изменяется вдоль прохождения ребра 41. Более конкретно, средний участок ребра 41 тоньше его боковых участков. Поверхность 37S проходит по среднему участку ребра 41, имеющему уменьшенную толщину.
Как можно видеть, в частности, на фиг.7, первый участок 25 варочной камеры, образующий емкость 31, содержит выступ 43. Выступ 43 проходит от верхней кромки или кольцеобразной кромки 31L, которая окружает впускное отверстие емкости 31, образованной в участке 25 варочной камеры. Выступ проходит по участку верхней кромки 31L, например, по дуге приблизительно 20-40°, по существу, кольцеобразной верхней кромки 31L. В варианте осуществления, изображенном на чертежах, выступ 43 выполнен в форме участка, по существу, цилиндрической поверхности, выступающей от верхней кромки 31L вверх к воронке 35, когда первый участок 25 варочной камеры находится в своем первом положении загрузки (фиг.2).
Верхняя кромка 31L, окружающая впускное отверстие емкости 31, может идеально разделяться на два симметричных участка, например, в соответствии со средней линией, ориентированной перпендикулярно на фиг. 2-5, таким образом, образуя передний участок и задний участок верхней кромки 31L. Передний участок верхней кромки 31L является участком, который при нахождении первого участка 25 варочной камеры в положении загрузки (фиг.2) проходит от средней линии влево на чертеже, т.е. ко второму участку 27 варочной камеры. Задний участок верхней кромки 31L является остальным участком верхней кромки 31L.
Выступ 43 расположен на заднем участке верхней кромки 31L. Термины «передний участок» и «задний участок», используемые для определения двух участков верхней кромки 31L, относятся к перемещению, осуществляемому участком 25 варочной камеры, при перемещении из первого положения загрузки (фиг.2) в конечное положение варки (фиг.5) с осуществлением поворота в соответствии со стрелкой f25 (фиг.3 и 4) ко второму участку 27 варочной камеры. Во время этого перемещения верхняя часть первого участка 25 варочной камеры и, в частности, верхняя кромка 31L, окружающая впускное отверстие емкости 31, взаимодействуют со скребком 37. Более конкретно, скребковая кромка 37E контактирует с верхней поверхностью первого участка 25 варочной камеры и скользит по верхней кромке 31L. Таким образом, скребок 37 выталкивается вверх и поднимается с возможностью поворота первым участком 25 варочной камеры, перемещающимся под ним. Во время этого скольжения (см., в частности, фиг.3) скребковая кромка 37E и поверхность 37S будут, в конечном счете, входить в плотный контакт с горкой H порошкообразного кофе, собранного в емкости 31 первого подвижного участка 25 варочной камеры. Посредством продолжения перемещения (стрелка f25) участка 25 варочной камеры скребок 37 будет выравнивать горку H, удаляя ее конец, который будет падать по боковой поверхности горки в нижнюю часть емкости 31.
Выступ 43, выступающий вверх за верхнюю кромку 31L, расположен на заднем участке верхней кромки 31L и, следовательно, будет последней частью подвижного участка 25 варочной камеры, входящего в контакт со скребком 37. Назначением выступа 43 является предотвращение образования сыпучим продуктом верхнего конца горки H, подлежащего выталкиванию скребком из емкости 31. Выступ 43 образует нечто вроде перегородки в задней части верхней кромки 31L, которая предотвращает сыпучий материал, образующий горку H, от падения на наружную сторону емкости 31 в кожухе машины, где расположен варочный узел.
Как можно видеть на фиг.4, до потери контакта с первым участком 25 варочной камеры поверхность 37S и, в конечном счете, скребковая кромка 37E скребка 37 будут скользить по верхней стороне выступа 43. На фиг.4 скребок 37 вытолкнут вверх и повернут вокруг оси A-A в конечное положение выступом 43, проходящим за скребковую кромку 37E. Когда перемещение подвижного участка 25 варочной камеры продолжается из положения на фиг.4 в положение на фиг.5, осуществляя скольжение в соответствии со стрелкой f25, скребок 37 будет поддерживаться упругими элементами (не показаны), соединенными с ним в скользящем контакте с наружной поверхностью первого участка 25 варочной камеры.
Для достижения лучшего направления порошкообразного кофе из кофейной мельницы 15 в емкость 41, образованную внутри первого участка 25 варочной камеры, воронка 35 проходит вертикально от верхнего впускного отверстия 35U для продукта к нижнему выпускному отверстию 35L для продукта, образуя канал для продукта, который заканчивается в положении ниже траектории, осуществляемой выступом 43 при перемещении из положения загрузки на фиг.2 в положение на фиг.4. Другими словами, нижняя кромка воронки 35, ограничивающая выпускное отверстие 35L для продукта, расположена в положении ниже положения, занимаемого выступом 43 во время его перемещения под воронкой 35.
Для предотвращения столкновения между выступом 43 и нижней частью воронки 35 ее нижний ободок или кромка содержит две выемки 36A и 36B, изображенные, в частности, на виде снизу на фиг.8. Две выемки 36A и 36B расположены по траектории первого участка 25 варочной камеры для обеспечения перемещения выступа 43 под воронкой 35 без столкновения с ее нижней кромкой или ободком.
Хотя раскрытые варианты осуществления объекта изобретения, описанного в данном документе, были показаны на чертежах и полностью описаны выше подробно вместе с несколькими примерами осуществления, специалисты в данной области техники должны понимать, что многие модификации, изменения и исключения возможны без существенного отхода от новых идей, принципов и концепций, изложенных в данном документе, и преимуществ объекта изобретения, перечисленных в прилагаемой формуле изобретения. Следовательно, соответствующий объем раскрытых усовершенствований должен определяться только самым широким толкованием прилагаемой формулы изобретения для включения всех таких модификаций, изменений и исключений. Кроме того, порядок или последовательность этапов любого процесса или способа может изменяться или заново устанавливаться в соответствии с альтернативными вариантами осуществления.