УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОФЕ, ЧАЯ И ТОМУ ПОДОБНОГО
DEVICE FOR MAKING COFFEE, TEA, ETC

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству для приготовления кофе, чая и тому подобного, содержащему корпус, емкость для воды, фильтрующее устройство, включающее в себя фильтродержатель, подвижный элемент, установленный в емкости для воды, и местоположение которого зависит от уровня воды в емкости для воды, и опертый рычаг, в частности опертый с возможностью вращения на корпус и при этом удерживающий фильтродержатель, причем один конец рычага скреплен, в частности, с подвижным элементом, причем скреплен с возможностью вращения, и устройство регулирования крепости для получения заданного количественного соотношения между объемом воды в емкости для воды и количеством фильтруемого вещества в фильтродержателе.
Изобретение также относится к использованию такого устройства.
Известный уровень техники
Устройство для приготовления кофе и тому подобного известно из патента США US-A 4055114. Для получения хорошего результата важным является соотношение между объемами воды и фильтруемого вещества. В патенте США US-A 4055114 раскрыты устройства, цель которых состоит в способе приготовления кофе и тому подобного, в котором правильное количество фильтруемого вещества может быть (точно) определено для любого объема воды. Для этой цели одно из устройств патента США US-A 4055114 включает в себя корпус, емкость для воды, фиксированную относительно корпуса, поплавок, реагирующий на уровень воды в емкости для воды, рычаг и фильтрующее устройство. Концевая часть рычага соединена с корпусом, причем с возможностью вращения в первой точке опоры. Фильтрующее устройство подвешено к рычагу с возможностью вращения во второй точке опоры рычага посредством опорных эксцентриков. Поплавок соединен с рычагом посредством стержня, прикрепленного к рычагу, причем с возможностью вращения в третьей точке опоры рычага. Рычаг, поплавок и фильтрующее устройство образуют рычажный механизм, имеющий соотношение плеч рычага, определяемое отношением расстояния между первой и второй точкой опоры рычага и расстоянием между первой и третьей точкой опоры рычага. Конец рычага около третьей точки опоры рычага служит носителем указателя для индикации положения рычага относительно корпуса. Для этой цели на корпусе выполнена соответствующая метка. Местоположение второй точки опоры рычага относительно первой и третьей точки опоры рычага является регулируемым. Для этой цели соотношение плеч рычага рычажного механизма можно регулировать.
В зависимости от заданного объема напитка емкость для воды заполняют до уровня, который виден на вертикальной шкале, выполненной на стенке емкости. В соответствии с патентом США US-А 4055114 поплавок поднимается водой в емкости до местоположения, в котором указатель находится выше указательного знака. При выполнении засыпки молотого кофе в фильтродержатель рычаг может совершать обратный ход до тех пор, пока указатель не будет находиться на контрольной отметке указательного знака. Рычажный механизм выполнен с такой соразмерностью, что в этом положении рычага и указателя обеспечено постоянное соотношение между объемом воды в емкости для воды и количеством молотого кофе в фильтродержателе при любом уровне воды между минимальным и максимальным уровнем в емкости. Посредством изменения или регулирования соотношения плеч рычага устройство дает возможность приготовления более слабого или крепкого напитка. Упоминают альтернативный способ функционирования, а именно с использованием указателя в качестве средства для указания о крепости напитка.
Однако места, в которых устройство регулирования крепости (напитка) может быть обеспечено средством для регулирования соотношения плеч рычага, ограничены зоной рычажного механизма. Рычажный механизм содержит подвижные детали для обеспечения функции введения в действие фильтрующего устройства. Вступление в действие подвижной части фильтрующего устройства для обеспечения работы устройства регулирования крепости происходит за счет механизма, более сложного, чем требуется для простого выполнения функции фильтрации.
Сущность изобретения
Целью изобретения является предложение устройства для приготовления кофе, чая и тому подобного, как изложено в первом абзаце, который предоставляет несложное устройство регулирования крепости для получения заданного количественного соотношения между объемом воды в емкости для воды и количеством фильтруемого вещества в фильтродержателе.
В соответствии с изобретением эта задача осуществлена посредством устройства для приготовления кофе, чая или тому подобного, содержащего корпус, емкость для воды, фильтрующее устройство, включающее в себя фильтродержатель, подвижный элемент, установленный в емкости для воды, чье местоположение является зависимым от уровня воды в емкости для воды, и рычаг, опертый на корпус и удерживающий фильтродержатель, при этом один конец рычага скреплен с подвижным элементом, и устройство регулирования крепости для получения заданного количественного соотношения между объемом воды в емкости для воды и количеством фильтруемого вещества в фильтродержателе, причем устройство регулирования крепости, содержащее блок регулирования для выполнения регулирования уровня воды объема воды, находящейся в емкости, для создания регулировочной силы, прилагаемой во время эксплуатации к рычагу посредством подвижного элемента.
В целях пояснения описан вариант, в котором рычаг сбалансирован в равновесном положении. В этом равновесном положении указатель, соединенный с рычагом, находится напротив указательного знака. Всякий раз, когда указатель отклоняется от равновесного положения, излишнее количество вещества добавляют или удаляют из фильтродержателя, так что указатель снова устанавливается напротив указательного знака. Это действие относится к уравновешивающему действию рычага. Подвижный элемент погружен в воду с определенной степенью погружения. Подвижный элемент скреплен с рычагом. Уровень погружения определяется уровнем воды в емкости и уравновешивающим положением рычага. Уровень воды является регулируемым посредством блока регулирования. Следовательно, уровень погружения является регулируемым. Погружение подвижного элемента в воду создает выталкивающую силу воды в емкости, прилагаемую к подвижному элементу. Эта выталкивающая сила равна весу воды, которая вытеснена подвижным элементом. Следовательно, выталкивающая сила относительно подвижного элемента является регулируемой посредством блока регулирования с помощью уровня воды. Кроме выталкивающей силы две другие силы определяют равновесие подвижного элемента, а именно сила тяжести подвижного элемента и сила рычага, которая приложена рычагом к подвижному элементу на конце рычага, скрепленного с подвижным элементом. Сила тяжести на подвижном элементе остается постоянной. Следовательно, при равновесном положении рычага сила рычага является изменяемой в зависимости от выталкивающей силы. Сила рычага определяет регулировочную силу в качестве противодействия. Будучи силой противодействия силе рычага, регулировочная сила имеет величину, которая равна величине силе рычага. Следовательно, блок регулирования создает регулировочную силу посредством регулирования уровня воды. Регулировочная сила определяет равновесие рычага и количество вещества, дополняемого или удаляемого из фильтродержателя. Подводя итог, можно сказать, что во время выполнения действия по уравновешиванию количество вещества, дополняемого или удаляемого из фильтродержателя, является регулируемым посредством выполнения регулирования уровня воды с помощью блока регулирования данного изобретения. Это осуществляется без изменения соотношения плеч рычага рычажного механизма. Равновесие рычага определяет количественное соотношение между объемом воды в емкости для воды и количеством фильтруемого вещества. Крепость напитка определяют посредством упомянутого количественного соотношения. Следовательно, посредством регулирования уровня воды крепость напитка регулируют без обязательного регулирования соотношения плеч рычага рычажного механизма. Хотя для регулирования уровня воды требуется блок регулирования, этот блок регулирования может оставаться несложным, и при этом не требуется какое-либо соединение с рычагом и его механизмом. Таким образом, обеспечено простое и надежное устройство регулирования крепости.
4(1) К другим преимуществам относится воспринимаемое качество напитка. Если указательный знак использован в качестве шкалы показаний крепости, то под этим понимается, что расстояние в единицах измерения отображает повышение крепости напитка, что зависит от объема воды в емкости для воды и регулирования соотношения плеч рычага. По этой причине пользователь должен иметь опыт в оценивании положения указателя относительно контрольной отметки на указательном знаке для получения напитка предполагаемой и заданной крепости и отличающейся от контрольной крепости. Для понимания этого отличия по восприятию предполагается, что рычаг сбалансирован и указатель находится на контрольной отметке. Подвижный элемент погружен в объем воды выше уровня погружения, соответствующего эталонному повороту рычага и объему воды в емкости. Если излишнее количество фильтруемого вещества добавляют в фильтрующее устройство, фильтродержатель прилагает дополнительный момент к рычагу. Рычаг выполняет поворот, и при этом подвижный элемент погружается глубже в воду. Это действие происходит до тех пор, пока дополнительный вращающий момент, приложенный к рычагу посредством веса дополнительного вещества, находится в равновесном состоянии с увеличенным вращающим моментом, приложенным к рычагу посредством увеличенной выталкивающей силы, оказываемой водой на подвижный элемент. Увеличение выталкивающей силы зависит от количества фильтруемого вещества и не зависит от объема воды в емкости для воды. По этой причине дополнительный ход рычага и указателя относительно контрольной отметки определяется весом фильтруемого вещества, которое добавлено сверх контрольного количества, а не объемом воды. Дополнительно добавленное количество вещества может быть использовано для усиления крепости небольшого или значительного количества напитка с тем же самым местоположением указателя относительно указательного знака. Посредством установки подвижного элемента в положение, которое зависит от объема воды в емкости для воды, относительно устройства регулирования крепости, может быть определен объем воды в емкости для воды. Баланс рычага и нормы крепости приготовляемого напитка может быть установлен в соответствии с определенным объемом воды в емкости для обеспечения изменения крепости напитка, независимо от объема воды в емкости для воды. В варианте практического осуществления подвижный элемент может быть поплавком.
4(27) Другое преимущество относится к упрощению конструкции устройства. Положение деталей блока регулирования не связано с конкретной схемой рычажного механизма. Результаты регулирования зависят от величины силы, которая может быть приложена к рычагу подвижным элементом. Это значительно отличается от воздействия на равновесие рычага посредством регулирования места приложения силы, которая приложена к рычагу, как в патенте США US-A 4055114.
Еще одно преимущество изобретения относится к надежности устройства. Рычаг создает равновесие между объемом воды и количеством фильтруемого вещества. Как отмечено выше, не требуется какое-либо регулирование местоположения подвижного элемента относительно рычага, и соотношение плеч рычага является неизменным потому, что размеры механизма остаются теми же самыми. Изменение размеров рычажного механизма происходит с риском повреждения сравнительно уязвимых вращающихся частей механизма.
5(4) Предпочтительный вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением отличается тем, что емкость для воды содержит стенку, а блок регулирования содержит часть подвижной стенки (с механическим перемещением), являющуюся частью стенки емкости для воды.
Часть подвижной стенки предоставляет возможность изменения формы или изменения конструкции емкости. Изменение формы приводит к изменению или доведению уровня воды до заданного объема воды в емкости. Как пояснялось выше, приложенную подвижным элементам к рычагу силу регулируют посредством изменения уровня воды. Равновесие рычажного механизма подвержено воздействию упомянутой силы, и равновесие можно устанавливать посредством упомянутой силы. По этой причине количество вещества и воды является регулируемым посредством изменения формы емкости для воды.
Предпочтительный вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением отличается тем, что часть подвижной стенки содержит часть гибкой стенки.
Часть гибкой стенки является подвижной в такой степени, что форма емкости является изменяемой и при этом такой, что уровень воды можно регулировать без необходимости в особой предосторожности для герметизации переходного участка между жесткими и отдельными частями, которые вместе образуют стенку емкости. Если жесткую стенку смещают относительно другой стенки емкости, то должна быть устранена возможная утечка воды из емкости.
Предпочтительный вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением отличается тем, что часть подвижной стенки соединена, причем с возможностью перемещения, с регулировочным элементом устройства регулирования крепости.
Блок регулирования может быть исполнен весьма несложным, и при этом содержать всего несколько деталей посредством непосредственной установки регулировочного элемента на части подвижной стенки.
Предпочтительный вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением отличается тем, что блок регулирования содержит подвижную вставную деталь, устанавливаемую с возможностью регулирования внутри емкости для воды, для помещения в находящуюся в емкости воду, причем во время эксплуатации.
Уровень воды в емкости для воды также предпочтительно может регулироваться посредством помещения тела, вставной детали, в воду. В варианте осуществления вставная деталь имеет переменную площадь поверхности поперечного сечения, тем самым изменение уровня воды может быть регулируемым в соответствии с объемом воды в емкости для воды. Посредством соответствующего определения размеров вставной детали является возможным получение варианта крепости напитка на единицу глубины вставления независимо от объема воды в емкости.
Краткое описание чертежей
Эти и другие особенности бытового электроприбора в соответствии с изобретением истолкованы в качестве примера и описаны со ссылкой на чертежи, на которых:
фиг.1 - схематическое изображение первого варианта устройства в соответствии с изобретением;
фиг.2 - схематическое изображение второго варианта устройства в соответствии с изобретением;
фиг.3 - схематическое изображение третьего варианта устройства в соответствии с изобретением.
Подробное описание вариантов осуществления
На фиг.1 схематично изображен вариант осуществления устройства 100 для приготовления кофе, чая и тому подобного в соответствии с изобретением. В этом примере вещество 31 является молотым кофе. Вариант осуществления в соответствии с фиг.1 содержит корпус 1 емкости 2 для воды, фильтрующее устройство 3, включающее в себя рычаг 5, опертый на корпус 1 и при этом удерживающий фильтродержатель 4 для вмещения количества кофе 31. Устройство 20 регулирования крепости, содержащее блок 22 регулирования, установлено для приложения регулировочной силы, обозначенной стрелкой 21 относительно рычага 5. Регулировочная сила 21 зависит как от уровня 23 воды 30 в емкости 2 для воды, так и местоположения 5а рычага 5 при вращении. Концевая часть рычага 5 соединена с корпусом 1, причем с возможностью вращения в первой точке 7 опоры рычага. Фильтродержатель 4 подвешен к рычагу 5, причем с возможностью вращения во второй точке 8 опоры рычага. В емкости 2 предусмотрен подвижный элемент 6а в форме поплавка 6. Емкость 2 для воды содержит стенку 2а. Поплавок 6 прикреплен к рычагу 5, причем с возможностью вращения в третьей точке 9 опоры рычага. Поплавок 6 реагирует на уровень 23 воды 30 в емкости 2 для воды. Регулировочную силу 21 прилагают к рычагу 5 в зависимости от уровня 23 воды и местоположения 5а рычага 5 при вращении. Воздействующие на поплавок 6 силы - выталкивающая сила воздействия воды 30, приложенная к поплавку 6, сила тяжести на поплавок 6 и сила рычага, приложенная рычагом 5 к поплавку 6 в третьей точке 9 опоры рычага. При статическом равновесии в результате баланса сил, действующих на поплавок 6, сила рычага равна выталкивающей силе без силы тяжести. Регулировочная сила 21 прилагает момент (силы) к рычагу 5. Обычно поплавок 6 состоит из материалов, имеющих удельную массу, которая меньше чем удельная масса воды. Вследствие этого выталкивающая сила относительно поплавка 6 по величине больше силы тяжести. Регулировочная сила 21 в результате будет направленной вверх. Регулировочная сила 21 прилагает момент (силы) к рычагу 5, которая действует для вращения рычага 5 в направлении по часовой стрелке. Указатель 10 прикреплен к рычагу 5. Указатель 10 перемещается в соответствии с вращением рычага 5. Шкала 11 для обозначения крепости прикреплена к корпусу 1. Местоположение указателя 10 относительно шкалы 11 для обозначения крепости можно регулировать посредством добавления в фильтродержатель 4 дополнительного количества фильтруемого вещества. Соотношение плеч рычага определяется отношением расстояния между первой точкой 7 опоры рычага и второй точкой 8 опоры рычага и расстояния между первой точкой 7 опоры рычага и третьей точкой опоры 9 рычага. Рычажный механизм и соотношение плеч рычага выполнены с такой пропорциональностью, что с местоположением, при котором указатель 10 находится напротив контрольной отметки 12 на шкале 11 для обозначения крепости, получают постоянное соотношение между объемом воды в емкости для воды 30 и количеством фильтруемого вещества в фильтродержателе 4. Это соотношение не зависит от объема воды в емкости 2 для воды. В этом варианте осуществления контрольную отметку 12 на шкале 11 для обозначения крепости следует рассматривать в качестве контрольной точки при заполнении устройства количеством кофе для определенного количества порций; когда указатель 10 находится напротив контрольной отметки 12, тогда соответствующее количество кофе добавляют в фильтродержатель 4. Шкалу 11 для обозначения крепости не следует рассматривать в качестве шкалы крепости показывающего прибора, содержащей единицы измерения крепости для индикации крепости приготовляемого напитка. В варианте осуществления на фиг.1 дополнительная регулируемая пружина (не обозначена на фиг.1) может быть дополнительно установлена для приложения силы к рычагу для тарирования веса рычага 5 и прикрепленных к нему компонентов, и для регулирования местоположения, в котором указатель 10 находится напротив контрольной точки или отметки на шкале 11 для обозначения крепости (не показана на фиг.1).
а
d
а
d
7(21) Стенка 2а емкости 2 содержит часть подвижной стенки 82а. В этом варианте осуществления часть подвижной стенки 82а представляет собой часть гибкой стенки 82. Регулировочный элемент 80а в форме регулировочной ручки 80, входящей в состав блока 22 регулирования, соединен с возможностью вращения с частью подвижной стенки 82. Регулировочная ручка 80 имеет продольную ось 81. Вращение 83 вокруг продольной оси 81 регулировочной ручки 80 приводит к перемещению 84 гибкой стенки 82. Преобразование вращения в перемещение, по существу, является общеизвестным и здесь не описано. Часть гибкой стенки 82 имеет исходное местоположение, обозначенное точкой  и точкой . После выполнения регулирования гибкой стенки 82 ее местоположение обозначено точками ′ и ′. Как результат регулирования части подвижной стенки 82 вода в емкости 2 отталкивается и приводит к повышению 85 уровня 23 воды. В результате повышается обозначенный стрелкой 25 уровень погружения поплавка 6. Выталкивающая сила, оказанная водой на поплавок 6, зависит от глубины 25 погружения поплавка и также увеличивается. Приращение выталкивающей силы есть часть регулировочной силы 21 и передается на рычаг 5. Рычаг 5 выполняет ход до тех пор, пока не обеспечено новое местоположение. Для уравновешивания рычага таким образом, что указатель 10 установлен напротив контрольной отметки 12, количество кофе необходимо добавить. Таким образом, крепость полученного напитка будет повышаться. Повышение 85 уровня 23 воды приводит к подъему уровня 23 воды на величину 24. Величина 24 пропорциональна первоначальному уровню 23 воды, если площадь поверхности поперечного сечения емкости 2 для воды является постоянной. Поэтому заданное количественное соотношение и повышение воспринимаемой крепости напитка зависят от вращения 83 и перемещения 84 части гибкой стенки 82 и не зависят от объема воды в емкости 2. По этой причине шкала 12а крепости показывающего прибора, возможно содержащая единицы обозначения крепости, установлена в корпусе 1, а указатель 10а прикреплен к регулировочной ручке 80. В варианте осуществления на фиг.1 наружный предел емкости составляет блок 22 регулирования. Является возможным также регулировать внутренний предел емкости 2. Регулирование внутреннего предела емкости 2 также входит в объем настоящего изобретения.
Фигура 2 является схематическим изображением второго варианта устройства 100 в соответствии с изобретением. Одинаковые ссылочные позиции использованы для тех компонентов, которые являются аналогичными соответствующему компоненту в варианте осуществления на фиг.1. На фиг.2 регулировочная ручка 80 прикреплена к вставной детали 110. Регулировочная ручка 80 и вставная деталь 110 имеют продольную ось 81. Вращение 83 регулировочной ручки 80 вызывает перемещение 86 регулировочной ручки 80 и вставной детали 110. Преобразование вращения в перемещение 86 по существу общеизвестно и здесь не описано. В результате перемещения 86 вставная деталь 110 погружается глубже в воду 30 в емкости 2 для воды. Посредством вставления вставной детали 110 вода отталкивается в сторону, и уровень воды начинает подниматься. Подъем 85 уровня 23 воды имеет величину 24. Вставная деталь 110 имеет, например, коническую форму. Площадь поверхности поперечного сечения, перпендикулярной к продольной оси 81, увеличивается, если поверхность поперечного сечения находится ближе к регулировочной ручке 80. По этой причине величина 24 подъема 85 на единицу измерения глубины вставления вставной детали 110 является зависимой от уровня 23. Соотношение согласно схеме площади поверхности поперечного сечения вставной детали 110 заключается в обеспечении величины 24 на единицу глубины вставления вставной детали 110, которая пропорциональна уровню 23 объема воды в емкости 2. Погружение 25 поплавка 6 в воду 30 вызывает увеличение выталкивающей силы, действующей на поплавок 6. После уравновешивания рычага 5 посредством добавления количества вещества в фильтродержатель 4, как описано в соответствии с фиг.1, воспринимаемое повышение крепости напитка является независимым от уровня 23 воды. Как в варианте на фиг.1 указатели и шкалы могут быть выполнены на блоке 22 регулирования и рычаге 5.
Фигура 3 является схематическим изображением еще одного варианта осуществления устройства 100 в соответствии с изобретением. Одинаковые ссылочные позиции использованы для тех компонентов, которые являются аналогичными соответствующему компоненту в вариантах осуществления на фиг.1 и 2. Емкость 91 на фиг.3 содержит объем 30а воды. Регулируемый предел 90а герметизирует емкость 91а и дает возможность регулирования объема 30а воды, содержащейся в отдельной камере 91а. В реальном и предпочтительном варианте осуществления регулируемым пределом 90а может быть поршень 90, а отдельная камера 91а может быть цилиндром 91. Объем 30а воды регулируют перемещением 93 шатуна 92. Местоположение шатуна 92 определяется относительно многошкального прибора 12b. Соединительный элемент в виде, например, водяного шланга 94 дает возможность сообщения между цилиндром 91 и емкостью 2 для воды. Емкость 2 для воды вмещает поплавок 6. Перемещение 93 шатуна 92 и поршня 90 вытесняет соответствующий объем 30а воды, содержащейся в цилиндре 91. В результате уровень 23 объема воды в емкости 2 повышается. Величина 24 подъема 85 уровня 23 объема 30 воды является зависимой от уровня 23 объема воды. Соотношение согласно схеме блока 22 регулирования и формы поплавка 6 заключается в обеспечении увеличения выталкивающей силы, действующей на поплавок 6, которая пропорциональна уровню 23. В варианте, в котором поплавок 6 имеет, по существу, постоянную площадь поверхности поперечного сечения, местоположение шатуна 92 может быть показано относительно многошкального прибора 12b. Многошкальный прибор 12b содержит несколько шкал, соответствующих уровню объема воды в емкости 2, например первая шкала для кофе меньше 2 чашек, вторая шкала для кофе меньше 4 чашек, и третья шкала для большего количества кофе. Указатель 10, контрольная отметка 12 и шкала 11 для обозначения крепости, как показано на фиг.1 для процесса дозирования вещества, не отмечены на фиг.3, но такой стрелочный прибор может быть использован в этом варианте осуществления на фиг.3. Для устранения возможности накопления воздуха в камере 91а или в цилиндре 91 может быть предусмотрено устройство для автоматического выпуска воздуха (не показано на фиг.3) в камере 91а или в цилиндре 91. Такое устройство, по существу, является общеизвестным и здесь не описано. В качестве альтернативы, устройство регулируемого предела 90а и отдельной камеры 91 может быть установлено ниже емкости 2 для воды в качестве средства для выпуска воздуха из отдельной камеры 91а.
Несмотря на то, что изобретение проиллюстрировано и описано подробно на чертежах и в вышеприведенном описании, такое иллюстрирование и описание следует рассматривать иллюстративными или пояснительными, а не ограничительными; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления.
Другие изменения относительно раскрытых вариантов осуществления могут быть понятными и осуществленными специалистами в этой области техники при практическом применении заявленного изобретения при изучении чертежей, описания и приложенной формулы изобретения. Устройства, детали и составные части, по существу, известны, не описаны подробно, так как эта проблема является известной для специалиста. В пунктах формулы изобретения слово «содержащий» не исключает другие элементы или операции, а неопределенный артикль «a» или «an» не исключает множественности. Отдельное устройство или какой-либо узел может выполнять функции нескольких перечисленных признаков в формуле изобретения. Простой факт, что определенные характеристики перечислены во взаимно отличающихся зависимых пунктах многозвенной формулы изобретения, не свидетельствует о том, что комбинации этих характеристик не могут быть применены лучшим образом.