АППАРАТ ДЛЯ РАЗМАЛЫВАНИЯ КОФЕ
COFFEE GRINDING MACHINE

Настоящее изобретение относится к аппарату, предназначенному для размалывания кофейных зерен. Аппарат, предназначенный для размалывания кофейных зерен, может являться отдельным аппаратом или может быть включен в состав по меньшей мере частично автоматического аппарата, предназначенного для приготовления напитков на основе кофе. Подобный аппарат также известен просто как аппарат для размалывания кофе, «кофемолка» или «мельница».
Известны два вида кофемолок: аппараты первого вида используют объемное дозирование и имеют накопительную емкость, в то время как другой вид представляет собой тип дозирования «по мере надобности», то есть сиюминутное дозирование, при этом отсутствует накопитель размолотого кофе.
Известны аппараты для размалывания кофе, содержащие корпус, вмещающий два перемалывающих диска, расположенных один над другим, один из которых приводится во вращательное движение посредством электродвигателя, а другой имеет возможность перемещения вдоль оси по отношению к первому диску при приведении в действии кольца, снабженного резьбой, зацепляемого внутри корпуса размещения перемалывающего диска.
В данных известных аппаратах равномерность и регулирование степени помола достигается посредством резьбового соединения, которое делает возможным перемещение перемалывающих дисков вдоль оси по направлению друг к другу и в направлении друг от друга, а также посредством системы упругих элементов, которые делают возможным восстановление зазора.
WO2011067116 описывает систему, предназначенную для регулирования помола кофе.
Известные устройства для размалывания кофе содержат два жернова, которые располагаются над электродвигателем. Один из двух жерновов вращается посредством непосредственно электродвигателя или вращается с помощью зубчатой передачи. Как правило, закрепленный жернов является верхним жерновом, в то время как нижний жернов является перемалывающим диском с электроприводом. Как только кофе размолот, он транспортируется из помольной камеры в выходной канал через туннель, пока он не достигает камеры дозирования или раздачи.
,
Размер туннеля и скорость потока влияют на плотность потока размолотого кофе. Действительно известно, что туннельв особенности, если он спроектирован размером, не соответствующим производительности перемалывающих дисков, может увеличивать или уменьшать плотность потока размолотого кофе.
Во всяком случае, заявитель отметил, что существующие на данный момент устройства для размалывания кофейных зерен типа «по мере надобности» с сиюминутным дозированием и с отсутствием накопителя имеют недостаток, заключающийся в том, что частички размолотого кофе имеют тенденцию налипать на стенки туннеля, при этом в конце каждого цикла перемалывания данный туннель остается заполненным размолотым кофейным порошком. Таким образом, часть размолотого кофе не достигает камеры дозирования или раздачи и не может быть использована для приготовления напитка (кофе эспрессо и тому подобное). В свою очередь, данная проблема влечет за собой ряд недостатков.
Первый недостаток заключается в наличии вредных участков или областей, в которых скапливается готовый размолотый кофе и со временем разлагается, загрязняя свежий сиюминутно размолотый кофе.
Второй недостаток состоит в том, что изменение плотности размолотого кофе (и, следовательно, количества размолотого кофе), обусловленное поперечным сечением туннеля и его длиной, приводит к тому, что неравномерная доза достигает зоны раздачи. Также от стенок туннеля могут откалываться затвердевшие остатки кофе.
Третий недостаток состоит в том, что туннель необходимо часто чистить, так как размолотый кофе, налипший на стенку туннеля, разлагается и его необходимо удалять. В случае, если он не удаляется, несвежий размолотый кофе придает неприятный привкус размолотому кофе, проходящему через туннель. Может также произойти закупорка туннеля в результате скапливания уже размолотого кофе, в особенности в случае, если кофе размолот мелко.
Одна задача настоящего изобретения заключается в обеспечении аппарата для размалывания кофейных зерен, который исключает или по меньшей мере уменьшает по меньшей мере некоторые из вышеупомянутых недостатков, обусловленных наличием туннеля. Согласно настоящему изобретению, в аппарате соединительный туннель между помольной камерой и выходной трубой не предусматривается. Таким способом предотвращается любой недостаток, вызванный налипанием размолотого кофе на стенки туннеля, а также любой риск закупорки упомянутого туннеля.
Заявитель также отметил, что, когда кофейное зерно разбивается, создается электростатический заряд. Когда кофейное зерно делится на более мелкие части, приложение большей энергии (например, более быстрое вращение перемалывающих дисков) создает большее трение, а это вырабатывает больший электростатический заряд. Данное условие ионизации вызывает налипание размолотого кофейного порошка на стенки выходной трубы, а также вызывает разбрасывание размолотого кофейного порошка за пределы камеры раздачи размолотого кофе. Вследствие этого Заявитель отметил, что данный эффект электростатических зарядов приводит к застаиванию размолотого кофе в зонах, которые трудно чистить, и к потере размолотого кофейного порошка.
Заявитель понял, что уменьшить застаивание размолотого кофе можно также посредством уменьшения электростатического заряда размолотого кофейного порошка.
В частности, в преимущественных вариантах осуществления настоящего изобретения обеспечивается аппарат, предназначенный для размалывания кофейных зерен, в котором присутствует гибкая, программируемая и регулируемая электрическая система, упомянутая электрическая система оптимизирует эффект исключения электростатических зарядов, присутствующих в размолотом кофейном порошке, посредством изменения параметров, таких как электрическое напряжение и/или электрический ток.
Более того, заявитель отметил, что существующие на данный момент аппараты для размалывания кофейных зерен, работающие по принципу «по мере надобности» с сиюминутным дозированием, и без накопителя выполняют дозировку периодически, без какого-либо эффективного контроля в отношении объема размельченного кофе. При данном способе управления временем помола число оборотов перемалывающих дисков для каждого цикла не является определенным и воспроизводимым и, вследствие этого, доза размолотого кофейного порошка, которая достигает камеры раздачи, не является определенной.
В частности, преимущественные варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают аппарат, предназначенный для размалывания кофейных зерен, с устройством, спроектированным с возможностью программирования и управления дозой размолотого кофейного порошка, обеспечиваемой посредством программирования и управления, например, числом оборотов подвижного перемалывающего диска или двигателя.
Согласно первому аспекту, настоящее изобретение обеспечивает аппарат для размалывания кофе, содержащий первый жернов и второй жернов, в котором по меньшей мере один из двух жерновов имеет возможность вращения вокруг оси вращения, в котором упомянутые жернова являются взаимодействующими для того, чтобы размалывать кофе, в котором упомянутый аппарат содержит двигатель, который вращает по меньшей мере один из жерновов по отношению к другому жернову, в котором ось вращения упомянутого двигателя не совпадает с осью вращения жерновов таким образом, чтобы кофе, который размалывается посредством жерновов, направлялся к выводу транспортировочного конуса для его использования.
В некоторых вариантах осуществления ось вращения двигателя является параллельной оси вращения жерновов, при этом вращательное движение двигателя передается к одному из жерновов посредством элемента передачи.
В преимущественных вариантах осуществления аппарат также содержит антистатическое средство для уменьшения или исключения статического заряда размолотого кофе.
Антистатическое средство может содержать кольцевой элемент, расположенный книзу от жерновов, над горловиной выпускного конуса.
Кольцевой элемент может содержать дискретные антистатические компоненты. Данные дискретные компоненты или по меньшей мере некоторые из них обращены по направлению к оси конуса. Дискретные компоненты могут быть выполнены в форме заостренных металлических компонентов.
Антистатический элемент может быть по меньшей мере частично выполнен из пластикового материала, имеющего высокую плотность, низкую пористость и низкую электрическую проводимость. Преимущественно дискретные антистатические компоненты могут электрически соединяться вместе с системой электропитания.
Система электропитания может содержать генератор высокого переменного напряжения.
Охватываемый жернов имеет возможность сдвигаться относительно охватывающего жернова посредством регулировочного элемента, имеющего возможность вращаться.
Преимущественно, что касается аппарата согласно изобретению, доза размолотого кофе готовится на основании заранее заданного числа оборотов двигателя и/или подвижного жернова, а не на основании времени помола (то есть не на основании того факта, что жернова приводятся в действие на определенный момент времени).
Согласно второму аспекту, изобретение обеспечивает аппарат для размалывания кофе, содержащий первый жернов и второй жернов, в котором по меньшей мере один из двух жерновов имеет возможность вращения вокруг оси вращения, в котором упомянутые жернова являются взаимодействующими для того, чтобы размалывать кофе, в котором упомянутый аппарат содержит двигатель, который вращает по меньшей мере один из жерновов по отношению к другому жернову, в котором кофе, который размалывается посредством жерновов, направляется к выходу для его использования, в котором аппарат также содержит антистатическое средство для уменьшения или исключения статического заряда размолотого кофе.
Настоящее изобретение станет более понятным из нижеследующего описания, обеспеченного посредством примера, не имеющего ограничительного характера, которое следует толковать со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых изображено следующее:
Фиг.1 изображает упрощенный и частичный вид в поперечном разрезе аппарата согласно варианту осуществления изобретения;
Фиг.2 изображает вид в поперечном разрезе, отличный от вида, изображенного на Фиг.1;
Фиг.3 изображает упрощенный вид не в разрезе аппарата согласно Фиг.1;
Фиг.4 изображает аксонометрический вид антистатического кольца;
Фиг.5 изображает вид сверху антистатического кольца с генератором, соединенным с электрическими резисторами и заостренными компонентами; и
Фиг.6 изображает электрическую схему, которая, в дополнение к другим элементам, изображает электропитание заостренных компонентов антистатического кольца.
Как упомянуто выше, когда кофейные зерна размалываются, создается сильный электрический заряд в результате быстрого потока частиц кофе, которые получают электростатический заряд, когда они трутся друг о друга и когда частицы трутся о зубья жерновов и о внутренние стенки помольной камеры и выходных труб.
Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, с целью получения той же дозы кофе при повторении каждого процесса размалывания и с целью минимизировать скапливание кофе, обеспечивается ионизационный кольцевой электрод.
Согласно вариантам осуществления, кольцевой электрод спроектирован с возможностью установки внутри аппарата для размалывания кофе после механизма размалывания. Ионизационный электрод, как будет лучше разъяснено ниже, питается посредством источника переменного напряжения, поскольку положительные заряды и отрицательные заряды всегда присутствуют в процессе подобного типа.
Предпочтительно, чтобы обеспечивались источник высокого переменного напряжения с напряжением 4-10 киловольт, кабель высокого напряжения и ионизационный кольцевой электрод. Кольцевой электрод включает в состав ряд заостренных штырей, которые могут считаться электродами, помещенными в разных точках, но питаемыми посредством того же самого источника высокого напряжения. Между источником высокого напряжения и электродами устанавливается высокоомное сопротивление для того, чтобы уменьшить суммарный ток и предотвратить короткое замыкание одного или более электродов, обусловленное влажностью или другими электропроводными загрязнителями.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, сопроводительные чертежи изображают упрощенные и частичные виды аппарата для размалывания кофе (или части этого аппарата). Данные виды не изображают какие-либо детали, такие как, например, электродвигатель, опорное основание и верхний бункер, который обычно вмещает и транспортирует кофейные зерна, которые необходимо размолоть, по направлению к помольной камере.
Аппарат 1 содержит помольную камеру с верхним впускным отверстием 2, предназначенным для кофе, который необходимо размолоть, охватывающий жернов 3 и соответствующий охватываемый жернов 4, взаимодействующий с охватывающим жерновом 3, и выходной транспортировочный конус 5, который получает размолотый кофе от жерновов 3 и 4 и транспортирует его для того, чтобы он был собран и использован. Например, как изображается на Фиг.1, размолотый кофе может транспортироваться по направлению к фильтру 91, закрепленному посредством держателя 90 для фильтра известного типа.
Предпочтительно¸ чтобы верхняя впускная камера 2 содержала верхнюю цилиндрическую часть 21 и нижнюю часть 22, имеющую форму усеченного конуса, которая транспортирует кофе, который необходимо размолоть, по направлению к жерновам 3, 4. Верхняя впускная камера 2 может быть выполнена из металлического материала, такого, как, например, алюминий, сталь или сплав из них, или из пластикового материала, такого, как, например, полиэтилен или полиэтилентерефталат.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, охватываемый жернов 4 является закрепленным жерновом, в то время как охватывающий жернов 3 является подвижным и имеет возможность вращения. Как будет разъяснено ниже, как указывается на Фиг.1, охватываемый жернов 4 не может вращаться, но имеет возможность смещаться вдоль оси для того, чтобы сделать возможным регулирование процесса размалывания.
Предпочтительно, чтобы подвижный жернов 3 являлся неразъемно соединенным с держателем 31 подвижного охватывающего жернова. Держатель 31 охватывающего жернова главным образом является цилиндрическим и содержит на внешней поверхности кольцевую выступающую часть 32. Кольцевая выступающая часть 32 радиально выступает наружу и выполняется с возможностью зацепления посредством ремня 8 или приводной цепи. Таким образом, кольцевая выступающая часть 32 может содержать углубление для направления приводного ремня 8 или зубья для зацепления с приводной цепью. Приводная цепь 8 является бесконечным ремнем, вращающимся посредством электродвигателя. Электродвигатель не изображен на чертежах, а опора 81 с возможностью закрепления двигателя неподвижным образом изображена схематически. Во всяком случае, согласно одному варианту осуществления (который изображается на чертежах), ось Х-Х вращения электродвигателя отличается от оси Y-Y вращения жерновов 3, 4 (Фиг.3).
Предпочтительно, чтобы держатель 31 охватывающего перемалывающего диска был закреплен между двумя шарикоподшипниками 33, 34.
Как упоминается выше, предпочтительно, чтобы охватываемый жернов 4 являлся закрепленным жерновом, который запирается посредством подходящего зажимного элемента, указанного посредством номеров 41 и 42. Предпочтительно, чтобы также обеспечивалась система регулирования, содержащая регулировочный винт 43, который смещает зажимной элемент 41, 42 таким образом, чтобы охватываемый жернов 4 перемещался по направлению к охватывающему жернову 3 или перемещался бы в направлении от него. Прямолинейное перемещение указывается посредством двунаправленной стрелки 44.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения присутствует транспортировочное кольцо 35, являющееся неразъемно соединенным с внутренней нижней частью держателя 31 охватывающего перемалывающего диска, предназначенное для транспортировки размолотого кофе по направлению к транспортировочному конусу 5. Предпочтительно, чтобы транспортировочное кольцо 35 являлось кольцевым телом, имеющим форму усеченного конуса, меньший диаметр которого практически соответствовал бы диаметру жерновов 3, 4, а больший диаметр был бы направлен в сторону выходного конуса 5. Следовательно, транспортировочное кольцо 35 имеет форму, открытую книзу по направлению к транспортировочному конусу 5.
Предпочтительно, чтобы транспортировочный конус 5 являлся концентрическим коническим телом, которое суживается в направлении выпускного отверстия. Преимущественно транспортировочный конус 5 может быть выполнен из материала, имеющего низкую пористость и низкий коэффициент трения. Например, он может быть выполнен из металлического материала, такого, как, например, алюминий, сталь или сплав из них, или, более предпочтительно, из пластикового материала, такого, как, например, полиэтилен или полиэтилентерефталат.
Согласно настоящему изобретению, аппарат содержит средство 100 для уменьшения или исключения статического заряда размолотого кофе. Предпочтительно, чтобы данное антистатическое средство 100 располагалось книзу от размалывающих дисков 3, 4. Предпочтительно, чтобы данное антистатическое средство 100 располагалось кверху от выходного отверстия 51 транспортировочного конуса 5. Более предпочтительно, чтобы данное антистатическое средство 100 располагалось практически у горловины впускного отверстия транспортировочного конуса 5, например, на расстоянии около 30 мм от нижнего подшипника.
В одном варианте осуществления антистатическое средство 100 содержит кольцо с дискретными антистатическими компонентами 101. Предпочтительно, чтобы данные дискретные компоненты 101 являлись заостренными металлическими компонентами. Предпочтительно, чтобы заостренные металлические компоненты 101 были обращены в сторону оси транспортировочного конуса 5.
Предпочтительно, чтобы дискретные компоненты 101 являлись равноудаленными. Предпочтительно, чтобы радиальное расстояние, на котором находятся дискретные компоненты друг от друга, было в пределах между около 15° и около 25°, более предпочтительно в пределах между около 20° и около 25°. В предпочтительном варианте осуществления они находятся на расстоянии около 22° друг от друга.
Предпочтительно, чтобы дискретные компоненты являлись коническими компонентами с основанием, имеющим диаметр около 1 мм и высоту около 2 мм. В некоторых вариантах осуществления все дискретные компоненты являются одинаковыми. В других вариантах осуществления один дискретный компонент 101 отличается (что касается формы и/или размера и/или материала) от дискретного компонента, который является соседним по окружности.
Как изображено на чертежах, предпочтительно, чтобы диаметр антистатического кольца 100 превышал диаметр транспортировочного кольца 35.
Вследствие этого, размолотый кофе, выходящий из жерновов 3, 4, направляется к выступающим дискретным компонентам 101 антистатического кольца 100 посредством транспортировочного кольца 35.
В одном варианте осуществления дискретные компоненты 101 являются заостренными наконечниками, предпочтительно позолоченными, и чтобы статический заряд создавался посредством зарядки наконечников напряжением, находящимся, например, в пределах между 4 киловольт и 10 киловольт. Более предпочтительно, чтобы статический заряд создавался посредством зарядки наконечников напряжением около 4 киловольт.
Преимущественно кольцо 100 может быть выполнено из пластикового материала, имеющего высокую плотность, низкую пористость и низкую электрическую проводимость, такого, как, например, полиэтилентерефталат PETP, при этом дискретные компоненты могут крепиться к кольцу посредством прессовой посадки в радиальном положении и могут электрически соединяться вместе с системой электропитания.
В изображенном варианте осуществления кольцо 100 является твердым телом с плоской поверхностью 102 и боковой поверхностью 103, которая формирует три ушка 104. Для каждого ушка обеспечивается сквозное отверстие 105 для крепления к остальной части аппарата посредством элементов, имеющих резьбу (не изображены), как, например, винт, болты или анкерные болты.
Фиг.5 демонстрирует в схематической форме каким образом дискретные компоненты могут присоединяться к генератору 110. Предпочтительно, чтобы генератор 110 являлся генератором высокого переменного напряжения. Как упоминается выше, поданное напряжение может находиться в пределах между 4 и 10 киловольтами.
Предпочтительно, чтобы резисторы 111 размещались между генератором 110 и дискретными компонентами 101.
Фиг.5 изображает только три схемы соединения с дискретными компонентами 101, но является очевидным, что все дискретные компоненты электрически соединяются с генератором 110, предпочтительно посредством соответствующего резистора 111.
Заявитель отметил, что выполненные таким образом выступающие дискретные компоненты 101 являются эффективными для направления размолотого кофе к центру транспортировочного конуса5 и, следовательно, от стенок упомянутого транспортировочного конуса. Таким образом, практически весь размолотый кофе достигает горловины 51 выхода транспортировочного конуса 5, не налипает на стенки транспортировочного конуса, а оседает по центру, не осаждаясь на стенку транспортировочного конуса.
Заявитель отметил, что выполненные таким образом выступающие дискретные компоненты 101 являются эффективными для уменьшения разбрасывания размолотого кофейного порошка в область, находящуюся за пределами конуса 5, а также для его концентрации в направлении фильтра 91.
Фиг.6 изображает в схематичной форме пример электрической цепи с возможностью питания антистатического кольца 100. Фиг.6 изображает источник питания переменного тока, основной выключатель 113, плавкий предохранитель 114, контакт 115, резисторы 111 (видны на Фиг.5) и преобразователь 116 статического напряжения (предназначен для изменения напряжения, поступающего к антистатическому кольцу 100), который соединяется с кольцом 100 предпочтительно посредством кабеля 112 высокого напряжения. Чертеж также изображает замыкание на землю кольца 100.
Сокращение «SSR» означает твердотельное реле, предназначенное для управления электропитанием кольца. Сбор, состоящий из плавкого предохранителя 114, контакта 115, реле SSR и трансформатора 116, практически формирует компонент 110, изображенный на Фиг.5.
Согласно настоящему изобретению, количество размолотого кофе, полученное посредством аппарата, практически соответствует количеству кофе, которое подается на перемалывающие диски. Это обусловлено тем фактом, что только минимальное и незначительное количество размолотого кофе налипает на стенку выходного конуса 5 или разбрасывается в область за пределами фильтра 91. Более того, соединительный туннель между помольной камерой и камерой дозирования или камерой раздачи также отсутствует.
Чтобы приготовить дозу размолотого кофе, электродвигатель может быть приведен в действие на определенное число программируемых и управляемых оборотов. Например, необходимо около 10-15 оборотов для получения дозы, эквивалентной 7 граммам кофе. На Фиг.1 и 2 изображено устройство 36, предназначенное для программирования и управления числом оборотов предпочтительно подвижного перемалывающего диска или двигателя посредством, например, аналого-цифрового преобразователя или устройства, работающего на эффекте Холла.
,
Благодаря практической эквивалентности количества кофе, которое необходимо размолоть, которое поступает на перемалывающие диски, количеству размолотого кофе, которое получается на выходном конусеа также благодаря используемому по выбору антистатическому электрическому устройству, результатом которого является незначительное количество разбросанного кофейного порошка, и используемому по выбору устройству, предназначенному для программирования и управления числом оборотов перемалывающих дисков, обеспечивается воспроизводимость дозы размолотого кофе, полученной внутри камеры раздачи91.