УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОФЕ
COFFEE PREPARATION DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к кофейному аппарату, в частности к капсульному типу кофейного аппарата.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Вслед за широким распространением кофейных капсул появилось много видов специальных устройств для приготовления кофе с помощью капсул, например заявка на китайский патент 200910037547.8 на капсульный кофейный аппарат, содержащий капсулу, передаточный механизм, контролирующий прямолинейное перемещение капсулы, и возвратный механизм для извлечения капсулы. Данное устройство содержит два механизма прямолинейного и возвратного перемещения, во время использования оба механизма совершают синхронное движение, кроме того, взаимодействие вращающейся ручки и механизма соединительного рычага, достаточно большое пространство движения механизма соединительного рычага приводили к увеличению габаритов кофейного аппарата, усложнению механизма, большому количеству деталей, проблемам с установкой и техническим обслуживанием, низкой эффективности производства, в результате увеличивались расходы на производство и обслуживание.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение заостряет внимание на указанных проблемах современных капсульных кофейных аппаратов, предлагает устройство с упрощенным механизмом, небольшими габаритами, удобной установкой и обслуживанием и недорогой эксплуатацией.
Для решения поставленных задач устройство содержит следующие технические особенности.
Устройство для приготовления кофе, отличающееся тем, что содержит цилиндрический корпус, состоящий из верхней и нижней частей. В середине верхней части выполнено отверстие для закладки кофейной капсулы, в середине нижней части выполнено отверстие для выемки кофейной капсулы. Между этими отверстиями для закладки и выемки кофейной капсулы выполнены взаимно симметричные окошки. Один конец цилиндрического корпуса запирает уплотнительная крышка.
Установленный в цилиндрическом корпусе полый внутри цилиндр включает в себя варочную полость, соответственно запираемую уплотнительной крышкой, и полость для подачи готового кофе, соединенную с варочной полостью. С внешней стороны варочной полости выполнены пазы Г-образной формы, а соединение между варочной полостью и отверстием для подачи воды уплотняет силикагель.
При этом на внешней стороне полого внутри цилиндра выполнены осевые направляющие пазы и направляющие выступы для направления осевого движения полого внутри цилиндра, а на внутренней стороне упомянутого цилиндрического корпуса выполнены поперечные фиксирующие пазы и направляющие выступы для запирания и отпирания. С внешней стороны варочной полости выполнены пазы Г-образной формы, которые соответствуют выступу, выполненному в полом цилиндре, в то же время, ограниченную положением выступа варочную полость можно передвигать вдоль по осевому пазу с возможностью протолкнуть или потянуть и повернуть ее в радиальном направлении для запирания или отпирания.
На внешней стороне упомянутого полого внутри цилиндра выполнены с одинаковым интервалом несколько осевых и поперечных направляющих пазов, концы осевых направляющих пазов и края поперечных направляющих пазов соприкасаются друг с другом.
В нижней части внутренней стороны упомянутого цилиндрического корпуса установлены четыре направляющих выступа, соответствующих упомянутым осевым направляющим пазам или поперечным направляющим пазам на внешней стороне полого внутри цилиндра.
В верхней точке осевых направляющих пазов выполнены поперечные выступы, параллельные поперечным направляющим пазам.
В верхней части цилиндрического корпуса с внутренней стороны выполнены скользящие поперечные пазы, соответствующие поперечным выступам, выполненным на внешней стороне полого внутри цилиндра.
Упомянутая уплотнительная крышка для подачи горячей воды содержит трубчатые полости для подачи воды, выполненные в верхней части уплотнительной крышки, уплотнительное кольцо и сетку фильтра, выполненные внутри уплотнительной крышки.
Вокруг упомянутого отверстия для закладки кофейной капсулы, выполненного в середине верхней части цилиндрического корпуса, размещена подвижная крышка, открывающая или закрывающая отверстие для закладки кофейной капсулы.
Подвижная крышка в сборе содержит осевую колею, выполненную в верхней части цилиндрического корпуса, скользящий вдоль осевой колеи ползунок и закрепленный на верхней подставке держатель подвижной крышки, а также соединенную с двух сторон с верхним краем ползунка и нижним краем держателя подвижной крышки пружину растяжения.
С правой и левой стороны цилиндрического корпуса выполнены распорные штоки, наконечники которых входят в окошки с правой и левой стороны цилиндрического корпуса и удерживают кофейную капсулу внутри цилиндрического корпуса.
Упомянутый распорный шток содержит наконечник штока, шток и крепление штока, при этом на верхней кромке наконечника штока выполнен зубчатый выступ для удержания кофейной капсулы, середина наконечника штока представляет собой полукруглую поверхность для удержания кофейной капсулы, а нижняя часть полукруглой поверхности совпадает с внешней стенкой варочной полости.
В данном изобретении использована конструкция картриджа, выполненные внутри направляющие пазы и направляющие выступы выполняют открывание при осевом перемещении и герметично запирают при поперечном перемещении. Только при использовании такой конструкции направляющего паза картриджа, дополненного передаточным механизмом, осуществляющим прямолинейное движение, и обратным механизмом, осуществляющим обратное движение, может быть достигнута простота конструкции, легкость эксплуатации, безопасность и надежность работы, только при отсутствии металлических деталей конструкция может выдержать давление в 30 бар и избежать утечки воды.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 представлено покомпонентное изображение конструкции устройства для приготовления кофе.
На фиг.2 представлен чертеж деталей фиг.1 в сборе.
На фиг.3 представлено трехмерное изображение полого внутри цилиндра.
На фиг.4а представлен вид устройства сверху.
На фиг.4б представлен вид фиг.4а в направлении из положения С.
На фиг.5а представлен вид устройства в положении «открыто» для закладки кофейной капсулы.
На фиг.5б представлен вид фиг.5а в разрезе В-В.
На фиг.6а схематично представлена фиксированная сборка устройства для приготовления кофе.
На фиг.6б представлен вид фиг.6а в разрезе А-А.
На фиг.7 представлено трехмерное изображение устройства распорного штока.
На фиг.8а представлено трехмерное изображение устройства в положении «открыто».
На фиг.8б представлено трехмерное изображение полого внутри цилиндра в самом верхнем выдвинутом положении до остановки вращения.
На фиг.8в представлено увеличенное изображение узла с пружиной фиг.86.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Варианты осуществления настоящего изобретения подробно описаны со ссылкой на чертежи.
Как видно из фиг.1 и фиг.2, устройство для приготовления кофе содержит цилиндрический корпус, который состоит из верхней части 3 и нижней части 5, в середине верхней части 3 выполнено отверстие 32 для закладки кофейной капсулы 8, подвижную крышку для открывания или закрывания отверстия для закладки кофейной капсулы. Подвижная крышка в сборе содержит расположенную в верхней части 3 цилиндрического корпуса осевую колею 30, скользящий по осевой колее 30 ползунок 2 и закрепленную в верхней части 3 цилиндрического корпуса рамку подвижной крышки 1. Ползунок 2 выполнен с возможностью скользить вверх и вниз по осевой колее 30 для открывания или закрывания отверстия 32 для кофейной капсулы 8.
Как видно из фиг.1, 3 и 5, в верхней части цилиндрического корпуса выполнена уплотнительная крышка 11. В верхней части уплотнительной крышки 11 выполнена трубчатая полость 12 для подачи горячей воды, в уплотнительной крышке 11 установлены уплотнительное кольцо 10 и сетка фильтра 9. Когда полый внутри цилиндр 4 занимает крайнее верхнее положение, кофейная капсула 8 попадает внутрь варочной полости 40, внешние стенки варочной полости блокируют отверстия для закладки 32 и для выемки 52 кофейной капсулы. Уплотнительная крышка 11 герметизируется за счет скрепления верхней и нижней кольцеобразных выпуклых поверхностей 110 и 111 с верхней частью цилиндрического корпуса 3 и нижней частью цилиндрического корпуса 5, по трубкам горячая вода поступает в варочную полость.
Как видно из фиг.1 и 3, на внешней стороне полого внутри цилиндра 4 равномерно выполнены осевые направляющие пазы 43а и поперечные направляющие пазы 43б. В данном варианте осуществления представлено четыре расположенных с одинаковым интервалом осевых (43а) и поперечных (43б) направляющих паза, при этом концы осевых направляющих пазов 43а перпендикулярно соединены с началами поперечных направляющих пазов 43б, а направления концов поперечных направляющих пазов 43б совпадают. В верхней части осевых направляющих пазов 43а выполнен поперечный выступ 41. На оконечной поверхности полого внутри цилиндра 4 справа и слева выполнены два симметричных разъема 42, верхнюю часть полого внутри цилиндра 4 составляет варочная полость 40, готовый напиток вытекает из сливного отверстия 44 в нижней полости.
Как видно из фиг.3, 4 и 5, в верхней 3 и нижней 5 части на внутренней стороне цилиндрического корпуса выполнены по два направляющих выступа, в верхней 3 части цилиндрического корпуса выполнены направляющие выступы 31а и 31б, а в нижней 5 части цилиндрического корпуса выполнены направляющие выступы 51а и 51б, каждый из них отдельно соответствует осевым направляющим пазам 43а и поперечным направляющим пазам 43б на внешней стороне цилиндра, по которым осуществляют контактное движение.
Приведенный вариант осуществления подразумевает, что на внешней стороне полого внутри цилиндра 4 выполнены осевые направляющие пазы 43. Альтернативно, направляющие пазы 43 могут быть расположены также в верхней 3 и нижней 5 части с внутренней стороны цилиндрического корпуса. Направляющие выступы 31 и 51 могут быть выполнены в верхней 3 и нижней 5 части цилиндрического корпуса с внешней стороны полого внутри цилиндра.
В данном варианте осуществления все концы поперечных направляющих пазов 436 снаружи цилиндра направлены по часовой стрелке, а вращение против часовой стрелки приводит к состоянию блокировки; возможно также направление всех концов поперечных направляющих пазов 43б против часовой стрелки, тогда к состоянию блокировки будет приводить вращение по часовой стрелке. Угол поворота составляет 39-40 градусов в зависимости от размера конструкции цилиндра.
Как видно из фиг.6, 7 и 8, симметрично расположенные справа и слева распорные штоки 6 состоят из наконечника 60, самого штока 65 и крепления штока 64. При этом распорные штоки 6 выполнены справа и слева цилиндрического корпуса, наконечники штоков 60 прижимают к окошкам слева и справа с внешней стороны в верхней и нижней части от цилиндрического корпуса с помощью торсионных пружин 7. На верхней кромке наконечников штоков 60 выполнен зубчатый выступ 61 для удержания кофейной капсулы, середина наконечников штоков представляет собой полукруглую поверхность для подачи кофейной капсулы 62, а нижняя часть поверхности представляет собой дугообразную поверхность 63, прилегающую с внешней стороны варочной полости 40.
Как видно из фиг.3, 4, 5 и 8, когда полый внутри цилиндр 4 выдвигают во время закладки кофейной капсулы, варочная полость 40 находится в центре полого внутри цилиндра, подвижная крышка 2 опущена, отверстие 32 открыто для закладки кофейной капсулы 8. Когда цилиндру придают движение в осевом направлении, направляющий выступ 31а на цилиндрическом корпусе, ограниченный в своем передвижении в полом внутри цилиндре 4 направляющими пазами 43а, может совершать движение лишь в осевом направлении. Когда конец верхнего направляющего паза 43а цилиндра 4 приходит в соприкосновение с направляющим выступом 31а на цилиндрическом корпусе, осевое движение останавливается. В это время полый внутри цилиндр 4 уже можно двигать. Если полый внутри цилиндр 4 поворачивать против часовой стрелки, направляющий выступ 31а в верхней 3 части цилиндрического корпуса упирается в оконечность поперечного направляющего паза 43б полого внутри цилиндра 4, вращение прекращается. В это время поперечный направляющий паз 43б полого внутри цилиндра 4 запирает направляющий выступ 31а на цилиндрическом корпусе, движение полого внутри цилиндра 4 прекращается, он оказывается закрытым, выполненные на полом внутри цилиндре 4 три других направляющих паза 43 заперты соответствующими поперечными направляющими выступами 31б, 51a и 51б, выполненными с внутренней стороны цилиндрического корпуса. В это время между варочной полостью 40 и уплотнительной крышкой 11 образуется герметичное пространство для заваривания кофейной капсулы. Правый и левый распорные штоки 6 своими креплениями 64 установлены в отверстия на цилиндрическом корпусе, наконечник штока 60 может совершать радиальное движение. Один конец торсионной пружины 7 распорного штока зафиксирован на цилиндрическом корпусе, другой конец крепится к наконечнику штока 60, две торсионные пружины 7 справа и слева возвращают на прежнее место два распорных штока 6, расположенных справа и слева. На фиг.5 и 8 видно, что после закладки кофейной капсулы 8 через отверстие 32 опирающаяся на наконечник штока 60 полукруглая поверхность 62 удерживает кофейную капсулу 8 справа и слева в цилиндрическом корпусе. Когда полый внутри цилиндр 4 выдвигается вперед, кофейная капсула 8 входит внутрь варочной полости 40, варочная полость 40 продолжает совершать движение вперед до упора в кофейную капсулу 8 на полукруглой поверхности 63 наконечника штока 60, после чего распорные штоки 6 справа и слева приходят в открытое положение и кофейная капсула 8 полностью входит внутрь варочной полости 40. После завершения приготовления кофе полый внутри цилиндр 4 совершает обратное движение, в это время распорные штоки 6 справа и слева под воздействием торсионных пружин справа и слева зажимают кофейную капсулу в кромочном пазу 42 варочной полости 40 зубчатыми выступами 61, как видно на фиг. 8в. Полый внутри цилиндр продолжает выдвижение вперед, в это время кофейная капсула 8, зажатая зубчатыми выступами 61 правой и левой распорных штанг, выходит из варочной полости 40 и из отверстия 52 кофейного аппарата. Как видно на фиг.5, в то время как полый внутри цилиндр 4 отступает, запорный узел 21 на подвижной крышке 2 под воздействием двух пружин растяжения 13 справа и слева вплотную прилегает к поперечному выступу 41 на полом внутри цилиндре 4, полый внутри цилиндр 4 под нажимом подвижной крышки 2 сам приходит в прежнее положение.
Процесс использования данного кофейного аппарата следующий: первоначально полый внутри цилиндр 4 выдвигают, поворачивая против часовой стрелки, что заставляет расположенную в центре цилиндрического корпуса варочную полость 40 открыть нижнюю часть, как показано на фиг.8а. В это время кофейную капсулу 8 закладывают в кофейный аппарат через отверстие 32, при этом правый и левый распорные штоки 6 удерживают кофейную капсулу 8 внутри цилиндрического корпуса, затем полый внутри цилиндр выдвигают по осевому направлению, он совершают прямолинейное движение до упора направляющих выступов 31 и 51 в верхней и нижней частях цилиндрического корпуса, в ходе этого процесса правый и левый распорные штоки 6 приходят в раскрытое положение, кофейная капсула 8 полностью входит внутрь варочной полости 40. После окончания прямолинейного движения полый внутри цилиндр можно вращать лишь по часовой стрелке из-за ограничения осевого направляющего паза 43а цилиндра. После окончания вращения варочную полость 40 запирает уплотнительная крышка 11, с этого момента происходит сам процесс приготовления кофе. После завершения приготовления кофе полый внутри цилиндр 4 вращают против часовой стрелки. Под воздействием правой и левой пружин растяжения 13 на подвижной крышке 2 полый внутри цилиндр 4 приходит в открытое положение, как видно из фиг.5 и 8б. В ходе этого процесса кофейная капсула 8 под воздействием правого и левого распорных штоков 6 выходит через отверстие для выемки 52, процесс приготовления закончен. При необходимости повторного приготовления кофе операции снова повторяют.
Обозначения на чертежах:
1 - держатель подвижной крышки
2 - подвижная крышка
3 - верхняя часть цилиндрического корпуса
4 - полый внутри цилиндр
5 - нижняя часть цилиндрического корпуса
6 - распорный шток
7 - торсионная пружина
8 - кофейная капсула
9 - сетка фильтра
10 - уплотнительное кольцо
11 - уплотнительная крышка
12 - трубчатая полость
13 - пружина растяжения
21 - запорный узел на подвижной крышке
30 - осевая колея
31а, 31б - направляющие выступы
32 - отверстие для закладки кофейной капсулы
40 - варочная полость
41 - поперечный выступ
42 - кромочный паз
43а - осевые направляющие пазы
43б - поперечные направляющие пазы
44 - сливное отверстие
51а, 51б - направляющие выступы
52 - отверстие для выемки кофейной капсулы
60 - наконечник штока
61 - зубчатый выступ для удержания кофейной капсулы
62 - полукруглая поверхность наконечника штока
63 - дугообразная поверхность наконечника штока
64 - крепление штока
65 - распорный шток
110, 111 - верхняя и нижняя кольцеобразные выпуклые поверхности