СМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С РОТОРНЫМИ РЕБРАМИ
MIXING DEVICE WITH ROTARY RIBS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области приготовления быстрорастворимого напитка. Настоящее изобретение относится, в частности, к смешивающему устройству, используемому для смешивания жидкости, такой как горячая или холодная вода, с быстрорастворимым ингредиентом, таким как быстрорастворимый порошок или быстрорастворимая жидкость, для приготовления напитка.
Уровень техники
Известны смешивающие устройства в области приготовления быстрорастворимых напитков.
Такое смешивающее устройство известно из US-A-4193522. Данный документ раскрывает смешивающее устройство для смешивания пищевого продукта или концентрата напитка и разбавителя, имеющее трубчатую стенку с множеством разнесенных ребер на ее внутренней стороне в верхней половине стенки для вызывания турбуленции со сдвигом в текучей среде в камере смешивания при вращении рабочего колеса.
В качестве другого примера смешивающего устройства может быть приведен документ WO 03/068039.
Подобные смешивающие устройства требуются, чтобы смешать жидкость, обычно горячую или холодную воду, с быстрорастворимым ингредиентом, в случае документа WO 03/068039, с быстрорастворимым порошком. Ссылаясь на упомянутый пример согласно документу WO 03/068039, подобное смешивающее устройство имеет камеру смешивания, содержащую ротор. Камера смешивания обычно разделена на приемную камеру и камеру ротора. Наверху приемная камера выполнена с отверстием доступа, через которое порции быстрорастворимого порошка поступают в приемную камеру. Приемная камера, кроме того, имеет входное горлышко, через которое поступает горячая вода. Если приемная камера является круглой, а входное отверстие ориентировано радиально, смешивание происходит в приемной камере в результате кругового движения жидкости. Из приемной камеры жидкость с быстрорастворимым порошком поступает в камеру ротора, в которой размещен ротор. Ротор так же, как и в случае, описанном в документе WO 03/068039, обычно размещен таким образом, что он вращается вокруг горизонтальной оси вращения. В результате этого между приемной камерой и камерой ротора обычно выполняют колено трубки. Ротор может выполнять различные функции, если требуется в сочетании, и может, частично по этой причине, иметь различные формы. Одной из функций является улучшение смешивания. Другой функцией является вспенивание напитка путем смешивания на воздухе или другим путем. Еще одной функцией является функция транспортировки. Кроме того, выходное отверстие соединено с камерой смешивания, обычно с камерой ротора рядом с ротором, чтобы выгрузить полученную смесь, в общем случае, в контейнер, такой как стакан, кружка, чашка или банка, из которого напиток может быть выпит или разлит.Выход обычно ориентирован горизонтально и имеет разгрузочную часть на конце, имеющем выходное отверстие, которое направлено вниз путем изгиба.
Известные смешивающие устройства для приготовления быстрорастворимых напитков имеют различные недостатки, иначе говоря, существуют различные места, которые могут быть в них улучшены.
Одним из таких мест, которое может быть улучшено, является работа ротора. Существует много известных патентных заявок, которые направлены на усовершенствование работы ротора.
Так, из документа WO 03/068039 известна конструкция поверхности вращения, образуемой вращающимся ротором, как коническая поверхность, и ее выполнение такой длины и размера, чтобы она давала большую вспенивающую производительность. Поверхность вращения ротора в этом случае выполняют с канавками, которые продолжаются вдоль кривой линии в осевом направлении. Решение в этом случае заключается в определенных углах для сужения поверхности вращения, определенных скоростях вращения, определенной ширине зазоров между поверхностью вращения ротора и зоной окружающей периферийной стенки корпуса ротора, определенной ширине зазоров между поверхностями осевых концов ротора и корпусом ротора.
Кроме того, может быть приведена ссылка на документ ЕР 1639924, в котором, принимая в качестве отправного момента публикацию, упомянутую выше, описаны дополнительные признаки поверхности вращения ротора, чтобы улучшить работу ротора.
С целью предотвратить проблемы в работе ротора, возникающие в результате наличия комков быстрорастворимого порошка, которые не растворяются, в документе ЕР 1116464 описано выполнение экрана впереди по ходу от ротора, который останавливает подобные комки быстрорастворимого порошка, которые не растворились.
В целом известны различные формы ротора, конструкция которых обычно основана на отправном моменте, заключающемся в увеличении контактной поверхности ротора, которую часто получают посредством выполнения выемок и/или ребер на поверхности вращения ротора.
Целью настоящего изобретения является дальнейшее улучшение работы ротора для образования пены, и/или улучшенного смешивания, и/или иного.
Краткое описание изобретения
Согласно изобретению эта цель достигнута - с использованием в качестве отправного момента самого последнего документа уровня техники на эту дату WO 03/068039 - путем выполнения смешивающего устройства для смешивания жидкости, такой как горячая или холодная вода, с быстрорастворимым ингредиентом, таким как быстрорастворимый порошок или быстрорастворимая жидкость, для приготовления напитка, причем смешивающее устройство содержит:
камеру смешивания;
ротор;
при этом ротор размещен в камере смешивания;
а камера смешивания содержит зону периферийной стенки, имеющую по существу круглое сечение, а зона периферийной стенки окружает поверхность вращения;
причем с камерой смешивания соединен выходной канал для выгрузки образованной смеси, входное отверстие которого выполнено у ротора;
отличающееся тем, что,
по меньшей мере одно роторное ребро выполнено в зоне периферийной стенки;
при этом это роторное ребро продолжается от зоны периферийной стенки в направлении поверхности вращения ротора.
Выполнение по меньшей мере одного ребра, обозначаемого как роторное ребро, здесь в зоне периферийной стенки, которое продолжается от зоны периферийной стенки в направлении поверхности вращения ротора, приводит к тому, что жидкость, которая выталкивается ротором наружу, возвращается в радиальном направлении к ротору за счет по меньшей мере одного роторного ребра, которое выполнено в зоне периферийной стенки. Это обеспечивает то, что эта жидкость заново подвергается воздействию ротора, что таким образом повышает рабочую эффективность ротора. В результате всего этого жидкость вокруг ротора будет более турбулентной. Возврат жидкости из зоны периферийной стенки к ротору в этом случае осуществляют согласно изобретению за счет того, что жидкость, которая выталкивается наружу, хочет двигаться вдоль зоны периферийной стенки в направлении по окружности ротора, затем выталкивается к ребру ротора и, таким образом, отклоняется внутрь в радиальном направлении, по направлению к ротору.
В этом случае зона периферийной стенки камеры смешивания означает зону внутренней стенки камеры смешивания, которая - если смотреть в радиальном направлении ротора - перекрывает поверхность вращения ротора.
Чтобы вернуть жидкость фактически из зоны периферийной стенки к ротору, в этом случае предпочтительно, если это роторное ребро продолжается вдоль всей осевой длины ротора. В этом случае роторное ребро может, в дополнение к осевому продолжающемуся направлению, также иметь радиальное и/или тангенциальное продолжающееся направление.
Согласно другому варианту осуществления изобретения предпочтительно, если это по меньшей мере одно ребро, если смотреть в плоскости под прямыми углами к оси вращения, имеет сечение треугольной формы. С сечением треугольной формы жидкость, которая перемещается вдоль зоны периферийной стенки и выталкивается к роторному ребру, будет более эффективно возвращена в направлении ротора, предотвращая, таким образом, образование более или менее неподвижного слоя жидкости вдоль зоны периферийной стенки со стороны ребра, которое обращено в направлении, противоположном вращению ротора.
В этом случае, кроме того, является предпочтительным, если это по меньшей мере одно роторное ребро содержит угловую кромку, продолжающуюся в осевом направлении. Такая угловая кромка способствует созданию турбулентности в жидкости. Увеличение турбулентности является предпочтительным с точки зрения смешивающего действия и/или пенообразования.
Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения является предпочтительным, если это по меньшей мере одно роторное ребро, если смотреть в радиальном направлении ротора, имеет высоту от 1 до 3 мм, например приблизительно 2 мм; и если радиальный зазор между поверхностью вращения и этим по меньшей мере одним роторным ребром составляет от 0,5 до 2 мм, например приблизительно 1 мм. Использование таких размеров для, с одной стороны, зазора между ротором и роторным ребром и, с другой стороны, для высоты ребра позволяет, с одной стороны, ротору вращаться в сторону ребра в достаточно плавной манере и, с другой стороны, создает достаточное пространство рядом с ребром, чтобы собрать жидкость, которая была вытолкнута наружу, и возвращать ее внутрь, по направлению к ротору.
Согласно изобретению, кроме того, является предпочтительным, если входное отверстие выпускного канала выполнено у поверхности вращения ротора, а выпускной канал продолжается в осевом направлении ротора до входного отверстия; и если упомянутое по меньшей мере одно роторное ребро выполнено на обеих сторонах входного отверстия этого выпускного канала, непосредственно рядом с этим входным отверстием. В результате этого жидкость, которая выталкивается ротором наружу, не полностью исчезает через выпускной канал и поэтому дольше остается в камере смешивания.
Согласно дополнительному варианту осуществления смешивающего устройства согласно настоящему изобретению ротор имеет заднюю сторону, которая ограничена задней стенкой корпуса ротора; камера смешивания выполнена для подачи смеси, содержащей жидкость и быстрорастворимый ингредиент, такой как быстрорастворимый порошок или быстрорастворимая жидкость, с передней стороны ротора к ротору; передняя сторона ротора частично ограничена передней стенкой корпуса ротора; при этом входное отверстие выпускного канала выполнено в передней стенке корпуса ротора. Таким образом, получено эффективное устройство с подачей к ротору и выходу из ротора, выполненными на одной и той же стороне, таким образом, что двигатель для приведения ротора в движение может быть выполнен на другой стороне ротора, относительно близко к ротору.
Согласно дополнительному аспекту изобретение относится к устройству для приготовления напитков для приготовления горячего или холодного быстрорастворимого напитка, причем устройство для приготовления напитка содержит:
по меньшей мере одно смешивающее устройство согласно изобретению;
систему подачи воды для подачи горячей или холодной воды к входному горлышку камеры смешивания по меньшей мере одного смешивающего устройства;
по меньшей мере один контейнер для хранения быстрорастворимого ингредиента, такого как быстрорастворимый порошок или быстрорастворимая жидкость;
трубку подачи ингредиента, которая соединяет контейнер для хранения с отверстием доступа в камеру смешивания по меньшей мере одного смешивающего устройства.
Согласно еще одному дополнительному аспекту настоящее изобретение относится к применению смешивающего устройства согласно изобретению для приготовления горячего или холодного быстрорастворимого напитка, такого как суп, кофе, горячий шоколад, чай, бульон, лимонад или фруктовый сок.
Описание варианта осуществления изобретения
Настоящее изобретение будет описано ниже со ссылкой на вариант осуществления изобретения, проиллюстрированный чертежами, на которых:
на фиг.1 - показан схематичный вид в перспективе устройства для приготовления напитков согласно настоящему изобретению;
на фиг.2 - показан схематичный вид в перспективе устройства для приготовления напитков согласно изобретению в открытом состоянии;
на фиг.3 показан схематичный вид сечения смешивающего устройства согласно настоящему изобретению;
на фиг.4 показан схематичный вид сечения узла смешивающего устройства согласно фиг.3;
на фиг.5 показан схематичный вид сверху в направлении, указанном стрелкой V на фиг.4 узла согласно фиг.4;
на фиг.6 показан схематичный вид сверху в направлении, указанном стрелкой VI на фиг.4 и фиг.5 узла согласно фиг.4;
на фиг.7 показан вид в разрезе по направлению, указанному стрелкой VII на фиг.3; и
на фиг.8 показан альтернативный вид в разрезе, соответствующем разрезу на фиг.7.
На фиг.1 и 2 показаны схематичные виды в перспективе устройства 1 для приготовления напитков согласно настоящему изобретению. Это устройство для приготовления напитков содержит по существу закрытый шкаф 9, откидную крышку 8 и откидную дверцу 6. Панель 5 управления выполнена на дверце 6, с помощью этой панели 5 управления пользователь может выбрать конкретный напиток. Спереди, на основании, выполнены на панели два установочных места 3 для чашки или кружки. Над каждым установочным местом 3 в дверце 5 выполнена точка 4 розлива напитка.
Когда дверца открыта, см. фиг.2 и 4, можно увидеть контейнеры 7 для хранения. Каждый контейнер для хранения может содержать различное базовое вещество для приготовления быстрорастворимого напитка. Таким образом, например, левый контейнер 7 может содержать сухое молоко, второй контейнер слева - быстрорастворимый кофе для капуччино, третий контейнер слева -быстрорастворимый порошок кофе для стандартного кофе или эспрессо, и правый контейнер - быстрорастворимый порошок для супа. Контейнеры могут также содержать быстрорастворимую жидкость вместо быстрорастворимого порошка, и также возможно выполнение контейнеров с быстрорастворимой жидкостью в дополнение к контейнерам с быстрорастворимым порошком.
Под контейнерами 7 для хранения, находятся три смешивающих устройства согласно настоящему изобретению, которые соединены с контейнерами для хранения через трубки подачи порошка. Необходимо отметить, что устройство для приготовления напитков согласно настоящему изобретению может также быть снабжено меньшим или большим количеством смешивающих устройств согласно настоящему изобретению.
В соответствии с техническим стандартом NEN-EN-IEC 60335-2-75 три так называемые «области» могут быть определены в устройстве для приготовления напитков согласно настоящему изобретению, т.е. так называемая «область пользователя» (статья 3.109 стандарта), так называемая «область обслуживания» (статья 3.110 стандарта) и так называемая «рабочая область» (статья 3.111 стандарта).
Областью пользователя является пространство, где пользователь получает напиток. Областью пользователя, таким образом, по существу является область, к которой есть доступ снаружи, как показано на фиг.1.
Областью обслуживания является пространство, где проводится стандартное, обычно ежедневное, обслуживание, в частности заполнение контейнеров для хранения. Чтобы обеспечить доступ к области обслуживания, спереди устройства 1 для приготовления напитков выполнена откидная дверца 6, а также откидная крышка 8, выполнена сверху устройства 1 для приготовления напитков. Откидная крышка 8 в данном случае также может отсутствовать.
Так называемая рабочая область расположена в пространстве, заключенном в каркасе, выполненном в виде шкафа 9. Эта рабочая область доступна только персоналу, проводящему техническое обслуживание. Рабочая область содержит электрические части, такие как источник энергии, электрические двигатели, средство нагрева и т.д.
На фиг.3 показан разрез смешивающего устройства согласно настоящему изобретению. Это смешивающее устройство 2 будет сначала описано в общих терминах без подробностей, касающихся самого изобретения.
Смешивающее устройство 2 содержит камеру смешивания 13, 16, 24. Камера смешивания разделена на приемную камеру 13, камеру 24 ротора и колено 16 трубки, которое соединяет приемную камеру 13 с камерой 24 ротора. Камера 24 ротора содержит ротор 25. Ротор 25 приводится в движение электрическим двигателем 23 или для краткости электродвигателем. Этот электродвигатель 23 размещен снаружи камеры ротора и соединен с ротором 25 посредством приводного вала 26.
Вытяжной колпак 10 выполнен на приемной камере 13. Этот вытяжной колпак 10 ограничивает отверстие 14 доступа в приемную камеру 13. Вытяжной колпак 10, кроме того, имеет соединение 15 для соединения с вытяжным каналом. Как можно видеть на фиг.2, одна или больше трубок 27 подачи порошка заканчиваются в отверстии 14 доступа. При работе быстрорастворимый порошок, по меньшей мере порции быстрорастворимого порошка подаются в приемную камеру 13 через эти трубки 27 подачи порошка. В приемной камере 13 имеется, кроме того, входное горлышко 12 для подачи горячей воды. Эта горячая вода подается в горизонтальном направлении, в направлении, указанном стрелкой 30, чтобы вытекать в приемную камеру. За счет того что приемная камера имеет чашеобразную форму, горячая вода будет, таким образом, двигаться вихреобразно. Быстрорастворимый порошок, который подают в приемную камеру через отверстие 14 доступа, будет постепенно смешиваться с горячей водой в приемной камере и может быть в процессе этого полностью или частично растворен.
За счет присутствия горячей воды в приемной камере 13 будет находиться пар, а за счет наличия быстрорастворимого порошка пар в приемной камере 13 также будет содержать плавающие в нем мелкие частицы порошка. Понятно, что этот пар не должен попадать в трубку 27 подачи порошка, и вытяжной колпак 10 выполнен именно для этой цели. При работе воздух будет вытягиваться из приемной камеры 13 через соединение 15 таким образом, чтобы пар и мелкие частицы порошка удалялись в окружающую область.
Основание 28 приемной камеры 13 фактически имеет конструкцию типа воронки, в данном случае почти конической формы, так чтобы заканчиваться в центре впускного отверстия 29 колена 16 трубки. Колено 16 трубки изгибается под углом приблизительно 90°, чтобы заканчиваться в выпускном отверстии 31 колена 16 трубки в камере ротора 24.
Смесь подвергается дальнейшей обработке ротором 25 в камере 24 ротора. Согласно настоящему изобретению этот ротор может иметь различную конструкцию. Ротор, показанный на фиг.3, является по существу плоским и имеет форму диска. Однако ротор может быть также различной конструкции, например подобно ротору, описанному в документе ЕР 639924, или подобно ротору, описанному в документе WO 03/068039.
Сзади камера 24 ротора ограничена задней стенкой 19, которая также названа в этой патентной заявке термином «первая часть стенки». Эта первая часть 19 стенки выполнена с уплотнением 21 вала, через которое приводной вал 26 выдается в камеру 24 ротора.
Задняя стенка 19 вставлена в опору 17 двигателя, которая удерживает электродвигатель 23. Во время установки опору 17 двигателя прикрепляют к передней стенке шкафа 9. Опора 17 двигателя, кроме того, удерживает корпус 32, в котором размещена камера смешивания. Задняя стенка 19 выполнена с гибким уплотнением 20 вдоль периметра, с которым ребро 34 корпуса 32 камеры смешивания образует уплотнение.
Корпус 32 камеры смешивания дополнительно снабжен выпускным каналом 36, 33 для выгрузки смеси, образованным в камере смешивания 13, 16, 24. Выпускной канал 36, 33 содержит прямой сегмент 36 и разгрузочную часть 33, с помощью которых смесь распределяют в чашку или стакан. Ссылаясь на фиг.2, будет ясно, что трубка или иначе канал могут быть выполнены между прямым сегментом 36 и разгрузочной трубкой 33, если смешивающее устройство 2 не расположено перпендикулярно над установочным местом.
Хотя смешивающее устройство согласно настоящему изобретению было описано как смешивающее устройство для смешивания быстрорастворимого порошка с жидкостью, в частности с водой, необходимо отметить, что смешивающее устройство согласно настоящему изобретению с тем же успехом может быть такого типа, в котором жидкость - на практике часто обозначаемая как «жидкий ингредиент» - смешивается с водой. Вязкость такого жидкого ингредиента согласно настоящему изобретению может изменяться от низкой до высокой и даже может быть крайне вязкой. Согласно настоящему изобретению такой жидкий ингредиент, например, может быть концентрированным экстрактом или конденсированной жидкостью. Для специалиста в данной области техники будет ясно, что подача в камеру смешивания в случае жидкого ингредиента может быть произведена другим образом. Вытяжной колпак может полностью отсутствовать (но может также оставаться на месте). Форма приемной камеры может быть другой (но может быть приблизительно такой же, если требуется).
Кроме того, необходимо отметить, что смешивающее устройство согласно настоящему изобретению может быть использовано для приготовления и горячих, и холодных напитков. Согласно настоящему изобретению горячие напитки могут быть приготовлены и из быстрорастворимого порошка, и из быстрорастворимой жидкости или так называемого «жидкого ингредиента». То же самое относится к холодным напиткам. Согласно настоящему изобретению холодные напитки также могут быть приготовлены и из быстрорастворимого порошка, и из быстрорастворимой эссенции или так называемого «жидкого ингредиента».
Изобретение и, более конкретно, множество усовершенствований смешивающего устройства согласно настоящему изобретению будут описаны более детально ниже. Эти усовершенствования относятся к четырем различным областям. Первое усовершенствование смешивающего устройства согласно настоящему изобретению относится к колену 16 трубки. Второе усовершенствование смешивающего устройства согласно настоящему изобретению относится к усовершенствованию работы ротора 25. Третье усовершенствование смешивающего устройства согласно настоящему изобретению относится к выпускному каналу 36, 33. Четвертое усовершенствование смешивающего устройства согласно настоящему изобретению относится к уменьшению числа дефектов электродвигателя 23.
Как можно частично увидеть на фиг.3, боковая сторона внешней кривой 11 колена 16 трубки выполнена как плоская поверхность 37 колена 16 трубки согласно настоящему изобретению. Эта плоская поверхность 37 показана более детально на схематичных фиг.4, 5 и 6, которые показывают только одну деталь узла. На фиг.4 в этом случае показан схематичный вид сечения, в соответствии с фиг.3. На фиг.5 показан вид в направлении, указанном стрелкой V на фиг.4, а на фиг.6 показан вид в направлении, указанном стрелкой VI на фиг.4 и 5. На фиг.5 плоская поверхность 37 была выполнена штриховкой, чтобы ее легче было различать. На фиг.6 ротор был указан только с помощью пунктирного круга 25, чтобы указать его положение и, независимо от этого, показать четкий вид наклонной поверхности 37 в камере 24 ротора.
Как можно увидеть на фиг.4, 5 и 6, вся сторона наружной кривой колена 16 трубки выполнена как плоская поверхность 37. Коническое основание 28 приемной камеры 13 имеет в центре отверстие, причем это отверстие также образует впускное отверстие 29 в колене 16 трубки. С наложением маленькой конической промежуточной кромки 38, которая составляет приблизительно 1-2 мм высоты в вертикальном направлении, эта плоская поверхность 37 здесь не только граничит с впускным отверстием 29 колена трубки, но также с основанием 28 приемной камеры 13.
На фиг.5 можно видеть, что за счет того факта, что входная сторона колена 16 трубки слегка сужается, существуют сужающиеся, в частности конические, зоны 39 стенки на любой стороне колена трубки, которые расположены наклонно и круто от основания 28 приемной камеры 13 по направлению к другой плоской поверхности 37. Подобную коническую кривую поверхность 40 можно также увидеть со стороны внутренней кривой (см. фиг.4 и 5).
Плоская поверхность 37 определена первым направлением Н, которое проходит в горизонтальном направлении (см. двойную стрелку Н на фиг.5), и вторым направлением D, которое проходит под прямыми углами к первому направлению Н. Это второе направление указано на фиг.4 с помощью двойной стрелки D. Плоская поверхность 37 находится под углом α относительно горизонтальной плоскости. В варианте осуществления изобретения, как показано на фиг.3-6, α составляет 45°. Двойная стрелка D находится, таким образом, под углом 45° относительно обеих стрелок - двойной стрелки Н, которая указывает горизонтальное направление, и двойной стрелки V, которая указывает вертикальное направление. В этом случае согласно настоящему изобретению выражение «плоская поверхность» следует понимать, как означающее, что поверхность является плоской в продолжающемся направлении D и также в продолжающемся направлении Н. В продолжающихся направлениях Н и D поверхность 37, следовательно, не является кривой, но прямой на некотором расстоянии, большем, чем 0 (ноль) см, таком, как расстояние, по меньшей мере равное 0,5 см.
На фиг.4 показано, что со стороны внутренней кривой колено трубки имеет угловой переход 42. Этот угловой переход 42 образует центр изогнутой аркообразной кромки 41 (см. фиг.5), которая имеет, в общем, угловую конструкцию. Эта аркообразная кромка 41 имеет С-образную форму и имеет два свободных конца 43, которыми аркообразная кромка 41 граничит с плоской поверхностью 37 (см. фиг.5).
Чтобы проиллюстрировать общее положение плоской поверхности 37 более детально, плоская поверхность 37 заштрихована на фиг.5.
Фиг.5, на которой показан вид в направлении, указанном стрелкой V на фиг.4, также показывает так называемую вертикальную проекцию плоской поверхности 37 на входное отверстие 29. Именно эта секция плоской поверхности, которая на фиг.5 фактически видима и не спрятана другими частями. На фиг.5 дополнительно показано, что плоская поверхность 37 перекрывает более чем 50% входного отверстия 29. Это перекрытие составляет значительно больше чем 50%, даже больше чем 70%.
Плоская поверхность 37, которая выполнена на стороне наружной кривой колена 16 трубки, имеет преимущество, состоящее в том, что жидкость, протекающая через колено трубки, будет протекать с относительно большей скоростью вдоль плоской поверхности, которая противодействует отложению и образованию корки из частиц на наружной кривой колена трубки и даже может почти полностью их предотвратить. Такое отложение и образование корки являются проблемой в известных смешивающих устройствах и означают, что эти известные смешивающие устройства необходимо чистить через регулярные интервалы времени.
Для дальнейшего пояснения чертежей на фиг.4, 5 и 6 необходимо отметить, что камера 24 ротора ограничивает входной участок ротора 25 конической расширяющейся частью 47 стенки, которая, рядом с кромкой 49, граничит с расширяющейся секцией, в которой размещен ротор 25. Коническая часть 47 стенки и ограничивающая кромка 49 показаны на фиг.4 и фиг.6.
Ниже будет описано более детально усовершенствование в работе ротора, в частности, со ссылкой на фиг.4 и 6.
Ротор 25, который вращается вокруг оси вращения 26 во время вращения, определяет поверхность вращения 50 вдоль окружности ротора. Камера смешивания, в частности камера 24 ротора, имеет периферийную зону 51 стенки, имеющую по существу круглое сечение. Эта периферийная зона 51 стенки окружает поверхность 50 вращения ротора.
Чтобы улучшить работу ротора 25, согласно настоящему изобретению по меньшей мере одно роторное ребро 54, 55, 56, 57 выполнено на периферийной зоне стенки 51. Это по меньшей мере одно ребро ротора продолжается от кольцевой периферийной зоны 51 стенки в направлении поверхности вращения 50 ротора 25.
На фиг.6 показаны пять из таких роторных ребер. Два из роторных ребер, оба обозначенные ссылочной позицией 55, указаны с помощью пунктирных линий, чтобы ясно показать, что число роторных ребер может изменяться согласно изобретению. Во всяком случае, роторные ребра 55 могут также полностью отсутствовать. Кроме того, необходимо отметить, что роторные ребра 56 и 57 образуют пару, которая выполнена на каждой стороне входного отверстия 53 выпускной трубки 36. Роторные ребра 56, 57 могут быть выполнены, при необходимости, совместно с другими роторными ребрами. Одно или больше ребер 54, 55 ротора могут быть также выполнены, если требуется, совместно с роторными ребрами 56, 57.
Ссылаясь на фиг.6 и полагая, что направление вращение ротора 25 происходит в направлении, указанном стрелкой R, работа роторных ребер 54 и, если требуется, ребер 55 является следующей. За счет центростремительных сил жидкость выталкивается ротором 25 наружу и протекает вдоль внутренней стенки камеры смешивания в периферийной зоне 51 стенки. Когда эта жидкость, которая теперь протекает в периферийной зоне 51 стенки вдоль стенки камеры смешивания, встречает роторное ребро 54 или 55, эта жидкость будет возвращена в направлении ротора 25 роторным ребром 54. Этот путь вдоль периферийной зоны 51 стенки и возвратное перемещение потока жидкости указаны с помощью стрелки Q. В результате этого возвратного перемещения жидкость вынуждена плотно контактировать с ротором, что таким образом приводит к улучшению работы ротора. Как показано с помощью стрелки W на роторном ребре 56, работа роторного ребра 56 является аналогичной в этом отношении.
Как можно видеть на фиг.4, роторные ребра 54 и 56 так же, как роторное ребро 57, и, если требуется, роторные ребра 55, предпочтительно продолжаются вдоль всей осевой длины ротора 25.
На фиг.6, кроме того, показано, что роторные ребра 54, 55, 56 и 57 все имеют по существу сечение треугольной формы. В результате этого, жидкость, протекающая к ротору в направлении, указанном стрелками Q и W, проходит вдоль наклонной поверхности в направлении ротора таким образом, что когда она уходит от роторных ребер, она имеет составляющую перемещения, которая находится частично в направлении вращения ротора. Это позволяет более легко осуществить возврат жидкости и предотвращает собирание жидкости вдоль периферийной зоны 51 стенки.
На фиг.6, кроме того, показано, что роторные ребра 54, 55, 56 и 57 имеют угловую кромку 58, 59, 60, продолжающуюся в осевом направлении. Это способствует образованию турбулентности в жидкости, когда она перемещается от соответствующих ребер ротора.
Высота роторных ребер 54, 55, 56 и 57, если смотреть в радиальном направлении ротора, находится в пределах от 1 до 3 мм и составляет, приблизительно, 2 мм на фиг.6. Радиальный зазор S между поверхностью 50 вращения и соответствующими роторными ребрами находится, в частности, в диапазоне от 0,5 до 2 мм и составляет, приблизительно, 1 мм на фиг.6, но может также составлять 2 мм. Это предотвращает неточно откалиброванный ротор или ротор, который был неправильно отцентрирован на роторном валу, от соударений с роторными ребрами.
Входное отверстие 53 выпускного сегмента 36 выполнено рядом с поверхностью вращения ротора и более точно, по меньшей мере в этом приведенном в качестве примера варианте осуществления изобретения, частично вдоль осевой передней поверхности ротора. Непосредственно соседнее с входным отверстием 53 выпуска 36, это входное отверстие 53 выполнено на обеих сторонах с роторными ребрами 56 и 57. Выполнение роторных ребер 56 и 57 на любой стороне входного отверстия 53 выпуска 36 приводит не только к тому, что жидкость возвращается к ротору на этих роторных ребрах, но также имеет такой эффект, что эта жидкость не вытекает полностью через этот выпуск. Это приводит к тому, что жидкость остается в камере ротора дольше. Необходимо отметить, что хотя входное отверстие 53 выпуска 36 продолжается здесь в осевой плоскости, это входное отверстие может также полностью продолжаться в тангенциальной плоскости, и в этом случае выпускная трубка будет затем по меньшей мере изначально, изогнута наружу в радиальном направлении.
Ссылаясь, в частности, на фиг.3, 7 и 8, усовершенствование выпускной трубки будет теперь описано более детально. Известно точно, что за счет требуемой работы ротора, жидкость, протекающая через выпускной канал 36, 33, завихряется, что ведет к турбулентности жидкости, когда она вытекает в чашку или стакан. Чтобы предотвратить эту турбулентность, известно выполнение разгрузочного горлышка, иначе говоря, конца разгрузки, с определенными элементами. Изобретатели обнаружили, что турбулентный поток может быть полностью превращен в плавный поток путем выполнения ребра в выпускном канале 36, 33, которое продолжается в продольном направлении выпускного канала. Это ребро имеет направляющее воздействие на поток вдоль выпускного канала и смягчает этот поток. Удивительно что, в этом случае, качество жидкости, такой как пена, которую создают в ней, и т.п., не изменяется заметным образом или почти не изменяется.
В варианте осуществления изобретения, приведенном в качестве примера, показанном на чертежах, это по меньшей мере одно ребро размещено в разгрузочной части 33. Разгрузочная часть 33 согласно фиг.3 показана в разрезе на фиг.7. Как можно здесь видеть, ребро 62 размещено на внутренней стороне выпускного канала, и следовательно в данном случае, внутри разгрузочной части 33. Это ребро 62 продолжается в продольном направлении выпускного канала. В частности, ребро 62 предпочтительно продолжается параллельно продольному направлению выпускного канала. Кроме того, ребро 62 предпочтительно продолжается параллельно вдоль всей кривой разгрузочной части. Поскольку последним в данном случае является колено трубки 33, ребро 62 будет, следовательно, повторять кривую, как это можно видеть на фиг.3. Было обнаружено, что предпочтительно размещать по меньшей мере это одно ребро 62 на секции колена трубки 33, которая расположена рядом с краем наружной кривой. Жидкость выталкивается наружу в колене трубки и будет, таким образом, подвержена направляющему действию ребра 62 в насколько это возможно большой степени.
На фиг.8 показан альтернативный вариант осуществления разгрузочной части 33 в разрезе. В этом случае три дополнительных ребра 53, 54 выполнены в дополнение к ребру 62 согласно фиг.7. Таким образом, получают крестообразную форму поперечного сечения.
Как можно видеть на фиг.3, выпускной канал состоит из первой секции 36, которая выполнена заодно с корпусом 32 камеры смешивания 13, 16, 24, и второй секции 33, разгрузочной части. Если требуется, может быть также выполнена третья секция между первой секцией 36 и второй секцией 33. Такой третьей секцией может быть, например, трубка, если разгрузочная часть 33 не соединена напрямую с первой секцией 36. При выполнении первой секции 36 без направляющих ребер, может быть использована универсальная часть корпуса, при этом ребра во второй или третьей секциях могут быть специально приспособлены для требуемых целей, в частности, чтобы жидкость проходила через выпускной канал. Требования, предъявляемые к направляющим ребрам в случае сильно вспениваемой жидкости, отличаются от требований, применяемых для мало вспениваемой жидкости или для суповой жидкости.
Разгрузочная часть 33 на фиг.3 содержит изгиб таким образом, что направление изменяется с горизонтального потока по существу на вертикальный поток. Выпускной конец 65 разгрузочной части 33 повернут вниз. На фиг.3, кроме того, показано, что край наружной кривой 66 выпускного конца 65 находится ниже, чем край внутренней кривой 67. Это способствует плавному потоку из разгрузочной части.
На фиг.3, кроме того, показано, что ребро 62 выступает из выпускного конца 65 по направлению вниз концом 68. Это помогает последней оставшейся жидкости покидать разгрузочную часть после наполнения стакана или чашки и таким образом ограничивает капание. Упомянутое капание в этом случае может быть ограничено даже больше за счет выступающего конца 68 ребра, конически сужающего в направлении продольной оси выпускного канала, как это указано с помощью стрелки 69 на фиг.3.
Ниже будет описано более детально увеличение рабочего срока службы электродвигателя 23 по существу со ссылкой на фиг.2 и 3.
Как можно видеть на фиг.3, задняя стенка 19 камеры 24 ротора расположена за ротором 25. Эта задняя стенка относится в этой связи к первой части стенки. Эта первая часть 19 стенки выполнена с уплотнением 21 вала, через которое приводной вал 26 проходит в камеру ротора. Как само по себе известно, существует промежуточное пространство 70 за первой частью стенки 19. В устройствах, известных из предшествующего уровня техники, это промежуточное пространство 70 является по существу закрытым пространством с двумя каналами, т.е. каналом в уплотнении 21 вала и другим каналом во второй части 71 стенки, через который вал входит в промежуточное пространство 70. Если в уплотнении 21 вала начинается утечка, в результате износа или по другой причине, промежуточное пространство 70 будет заполнено. Через некоторое время затем жидкость достигнет электродвигателя, и он выйдет из строя.
Настоящее изобретение предлагает выполнить индикаторную систему, которая будет давать сигнал, как только жидкость попадает в промежуточное пространство 70. Это позволит вызвать затем инженера по обслуживанию на ранней стадии, и, таким образом, уплотнение вала может быть заменено, вместо того чтобы заменять электродвигатель 23, который в противном случае через некоторое время выйдет из строя. Такая индикаторная система может быть создана с помощью датчиков. Однако согласно настоящему изобретению эта индикаторная система выполнена очень простым способом, и будучи таковой, она является аварийно-безопасной за счет выполнения в промежуточном пространстве 70 дренажного отверстия 22 для утечек на нижней стороне, которое отводит жидкость, которая попадает в промежуточное пространство к индикатору, в виде простой собирающей поверхности или простого собирающего лотка. Жидкость затем вытекает через дренажное отверстие 22 для утечек на собирающую поверхность. В настоящем случае, собирающая поверхность является просто дном 75 дверцы спереди. Когда пользователь открывает дверцу 6, чтобы заново наполнить контейнеры для быстрорастворимого порошка, он/она автоматически увидит, вытекла жидкость или нет. В этом случае пользователю необходимо связаться со службой обслуживания, которая может заменить уплотнение 21 вала. Поскольку все это происходит на ранней стадии, устройство 1 для приготовления напитков может продолжать работать нормально и не должно быть отключено, чтобы ждать работников технического обслуживания, чтобы решить проблему.
Согласно настоящему изобретению является предпочтительным, если уплотнение 21 вала установлено в смешивающее устройство согласно настоящему изобретению как отдельная деталь, если требуется, в сочетании со всей первой частью 19 стенки, таким образом, чтобы облегчить замену уплотнения 21 вала.
Само по себе понятно, что собирающая поверхность или, если требуется, собирающий лоток для вытекающей жидкости может быть также прикреплен к самому смешивающему устройству и, таким образом, образует часть самого смешивающего устройства в отличие от образования части устройства для приготовления напитков.
Примеры напитков, которые могут быть приготовлены с использованием смешивающего устройства согласно настоящему изобретению или устройства для приготовления напитков согласно настоящему изобретению соответственно, включают в себя: чай, холодный чай, кофе-фраппе (холодный кофе), (холодный) лимонад, суп, бульон, (суррогатный) фруктовый сок, энергетические напитки - такие как AA-Drink. Все эти напитки могут быть приготовлены либо с использованием быстрорастворимого порошка, либо с использованием быстрорастворимой жидкости - так называемого «жидкого ингредиента».