ИНФУЗИОННЫЙ БЛОК ДЛЯ КОФЕВАРКИ
INFUSION UNIT FOR COFFEE MACHINE

Настоящее изобретение относится к инфузионному блоку для кофеварки. Упоминаемый здесь инфузионный блок является тем типом, который имеет инфузионный цилиндр, подвергающийся реверсивному вращательно-поступательному движению от выключенного положения до включенного положения с запорным клапаном для создания инфузионной камеры, куда поступает нагретая нагревателем инфузионная вода, которая направляется по специальным внутренним ходам к запорному клапану.
Внутри инфузионного цилиндра имеется клапан выброса, который движется согласованно со скребком, служащим для выгрузки использованного кофе.
Известные инфузионные блоки иногда могут иметь такой недостаток, как гипертрофированные размеры, а также излишнюю конструктивную сложность, являющуюся результатом, среди всего прочего, использования различных механизмов для движения клапана выброса в инфузионном цилиндре.
Поэтому технической задачей изобретения является разработка инфузионного блока для кофеварки, позволяющего устранить вышеуказанные технические недостатки, присущие предшествующему уровню техники.
В рамках этой технической задачи целью изобретения является создание альтернативной конструкции, которая окажется конструктивно простой и компактной для инфузионного блока кофеварки.
Техническая задача, а также эти и другие цели согласно настоящему изобретению достигаются путем реализации инфузионного блока для кофеварки, включающего запорный клапан, инфузионный цилиндр, который может подвергаться реверсивному вращательно-поступательному перемещению между положением для загрузки порции кофе, при котором он отсоединен от запорного клапана и имеет ось, которая имеет наклон по отношению к оси запорного клапана, и инфузионное положение, при котором он соединен с запорным клапаном и имеет ось по направлению оси запорного клапана, и клапан выброса для удаления порции использованного кофе; упомянутый клапан скользит внутри инфузионного цилиндра в направлении оси инфузионного цилиндра между убранным положением и выдвинутым положением для удаления порции использованного кофе, а рабочее приспособление для клапана выброса отличается тем, что упомянутое рабочее приспособление включает поворотное коромысло, имеющее первое плечо, снабженное деталью для приведения в движение клапана выброса, и второе плечо, снабженное деталью, вынуждающей коромысло совершать поворотное движение избирательно, начиная с первого управляющего кулачка, который имеет конфигурацию и приспособлен таким образом, чтобы генерировать осцилляцию коромысла в направлении, соответствующем движению к выдвинутому положению клапана выброса, либо, начиная со второго управляющего кулачка, который имеет конфигурацию и приспособлен таким образом, чтобы вызывать поворот коромысла в направлении, соответствующем движению к убранному положению клапана выброса.
Настоящее изобретение также раскрывает инфузионный блок для кофеварки, включающий запорный клапан, инфузионный цилиндр, который может подвергаться реверсивному вращательно-поступательному перемещению между положением для загрузки порции кофе, при котором он отсоединен от запорного клапана и имеет ось, которая имеет наклон по отношению к оси запорного клапана, и инфузионным положением, при котором он соединен с запорным клапаном и имеет ось по направлению оси запорного клапана, и клапан выброса для удаления порции использованного кофе; упомянутый клапан скользит внутри инфузионного цилиндра по направлению оси инфузионного цилиндра между убранным положением и выдвинутым положением для удаления порции использованного кофе, рабочее приспособление для клапана выброса и скребок для чистки входного отверстия инфузионного цилиндра и опирающийся на инфузионный цилиндр так, чтобы он мог реверсивно перемещаться между первым и вторым исходными положениями и при таких положениях он смещен в сторону от входного отверстия инфузионного цилиндра, отличающийся тем, что упомянутый скребок имеет первую чистящую поверхность для удаления порции использованного кофе, когда клапан выброса находится в выдвинутом положении и скребок перемещается из первого во второе исходное положение, а вторая поверхность транспортирования нужна для того, чтобы доставить порцию кофе из загрузочного устройства в инфузионный цилиндр, когда клапан выброса находится в убранном положении, а скребок остается во втором исходном положении.
Дополнительные особенности настоящего изобретения также описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Дальнейшие характеристики и преимущества изобретения будут более понятны из предпочтительных, однако не исчерпывающих вариантов осуществления изобретения, проиллюстрированных путем, не имеющих ограничительного характера примеров в прилагаемых чертежах, где:
на фиг. 1 представлено изображение инфузионного блока с пространственным разделением деталей;
на фиг. 2 изображен инфузионный цилиндр со скребком в первом исходном положении;
на фиг. 3 изображен инфузионный цилиндр со скребком во втором исходном положении;
на фиг. 4 представлен вид в разрезе части инфузионного блока, демонстрирующий редукторный электродвигатель для передвижения каретки, поддерживающей инфузионный цилиндр;
на фиг.  5-13 изображена последовательность положений, занимаемых инфузионным блоком во время полного инфузионного цикла, при которой на фиг. 5 показан инфузионный цилиндр в положении загрузки порции кофе, на фиг. 6 показан инфузионный цилиндр после перемещения, которое сближает его с запорным клапаном, на фиг. 7 показано закрытие инфузионной камеры в конце поступательного движения вверх инфузионного цилиндра, на фиг. 8 показано открытие инфузионной камеры после прохождения пути при движении вниз инфузионного цилиндра в конце инфузии, на фиг. 9 показано извлечение клапана выброса во время окончания поступательного движения вниз инфузионного цилиндра, на фиг. 10 показан скребок после достижения второго исходного положения, при котором происходит удаление порции использованного кофе, на фиг. 11 показано перемещение инфузионного цилиндра в направлении положения, при котором происходит загрузка новой порции кофе, на фиг. 12 показан отвод назад клапана выброса, и на фиг. 13 еще раз показан инфузионный цилиндр в положении для загрузки новой порции кофе.
Ссылаясь на вышеприведенные чертежи, изображенный на них инфузионный блок в целом указан под номером «1».
Инфузионный блок 1 включает полый инфузионный цилиндр 2, имеющий входное отверстие 8, находящееся в пределах досягаемости запорного клапана 3 для того, чтобы ограничить инфузионную камеру 4, в которой может помещаться порция кофе 30, поступающая из загрузочного устройства 6, клапан выброса 5 для удаления порции использованного кофе 30 из инфузионной камеры 4 и рабочее приспособление для клапана выброса 5.
Инфузионный цилиндр 2 может подвергаться реверсивному вращательно-поступательному перемещению между положением для загрузки порции кофе 30, при котором он отсоединен от запорного клапана 3 и имеет ось, которая имеет наклон по отношению к оси запорного клапана 3, и инфузионное положение, при котором он соединен с запорным клапаном 3 и имеет ось по направлению оси запорного клапана 3.
Желательно, чтобы инфузионный блок 1 имел оболочку 9, состоящую, в частности, но это необязательно, из двух половин 9а, 9b, связанных друг с другом, и это ограничивает полость 13 для реверсивного движения инфузионного цилиндра 2.
Оболочка 9 крепится к корпусу 10, служащего опорой всей установки и других компонентов кофеварки, либо при других вариантах осуществления изобретения, которые не изображены, непосредственно представляет собой корпус, служащий опорой установки и других компонентов кофеварки.
Запорный клапан 3 может крепиться к оболочке 9 или к корпусу 10, и он врезан в полость 13 при ориентации своей оси под наклоном по отношению к опорной поверхности кофеварки.
Оболочка 9 или корпус 10 также служат опорой для загрузочного устройства 6 и сборника 12 порций использованного кофе.
Клапан выброса 5 скользит внутри инфузионного цилиндра 2 по направлению оси инфузионного цилиндра 2 между убранным положением и выдвинутым положением для удаления порции использованного кофе 30.
Кроме того, инфузионный блок 1 включает скребок 7 для очистки входного отверстия 8 инфузионного цилиндра 2.
Скребок 7 опирается на инфузионный цилиндр 2 так, чтобы он мог реверсивно перемещаться между первым и вторым исходными положениями и в таких положениях он оказывается смещенным в сторону от входного отверстия 8 инфузионного цилиндра 2.
В частности, скребок 7 поворачивается к инфузионному цилиндру 2 с помощью поворотной оси 21, расположенной сбоку от входного отверстия 8 инфузионного цилиндра 2.
Поворотная ось скребка 7 ориентирована в направлении оси инфузионного цилиндра 2.
Скребок 7 имеет первую чистящую поверхность 49, предназначенную для удаления порции использованного кофе 30, когда клапан выброса 5 находится в выдвинутом положении и скребок 7 перемещается от первого ко второму исходному положению, а вторая поверхность транспортирования 50 нужна для того, чтобы доставить порцию кофе 30 из загрузочного устройства 6 в инфузионный цилиндр 2, когда клапан выброса 5 находится в убранном положении, а скребок 7 остается во втором исходном положении.
Первая поверхность 49 скребка 7 имеет дугообразную вогнутую форму, соответствующую форме кромки периметра входного отверстия 8 инфузионного цилиндра 2, и в первом исходном положении скребка 7 она располагается вдоль первого участка кромки периметра входного отверстия 8 инфузионного цилиндра 2.
Вторая поверхность 50 скребка 7 имеет дугообразную вогнутую форму, соответствующую форме кромки периметра входного отверстия 8 инфузионного цилиндра 2, и во втором исходном положении скребка 7 он располагается вдоль второго участка кромки периметра входного отверстия 8 инфузионного цилиндра 2, диаметрально противоположного первому участку кромки периметра входного отверстия 8 инфузионного цилиндра 2. Точнее говоря, первая поверхность 49 и вторая поверхность 50 лежат на противоположной стороне по отношению к плоскости, содержащей ось поворота скребка 7.
Поворотная ось 21 скребка 7 проходит по всей осевой протяженности инфузионного цилиндра 2 и на противоположном конце того края, где находится скребок 7, эта ось имеет зубчатую арку 57, находящуюся в зацеплении с зубчатым сектором 58, который поворачивается к инфузионному цилиндру 2 с помощью поворотной оси 59, ориентированной в направлении оси перемещения скребка 7. Зубчатый сектор 58 может двигаться взад и вперед с помощью упругого элемента 60, и он имеет контрольный выступ 61 с возможностью вмешательства с помощью кулачкового упора 62, предусмотренного на внутренней стороне половины оболочки 9b оболочки 9 для блокировки перемещения зубчатого сектора 58.
Предпочтительно, чтобы выступ 61 работал под воздействием упругого элемента 60 во время перемещения вверх инфузионного цилиндра 2 для того, чтобы перевести скребок 7 из второго исходного положения назад в первое исходное положение.
Инфузионный цилиндр 2 может быть прикреплен с возможностью съема известным способом к каретке 11, которая перемещается по направлению оси запорного клапана 3.
Желательно, но не обязательно, чтобы оболочка 9 имела, в частности, в своей половинке 9а отверстие 20, через которое можно было бы извлечь инфузионный цилиндр 2 из полости 13, как только он будет отсоединен от каретки 11. Отверстие 20 напрямую доступно с внешней стороны кофеварки.
Каретка 11 совершает колебательные движения, причем ось колебаний ориентирована в направлении, перпендикулярном к направлению передвижения каретки 11.
В частности, колебательные перемещения каретки 11 обеспечиваются шпилькой 15, которая, в свою очередь, закреплена на ползунке 16, имеющем внутреннюю резьбу 31, соединенную с червячным винтом 17, который ориентирован по направлению оси запорного клапана 3 и который может приводиться в движение редукторным электродвигателем 18.
Для выполнения колебательного перемещения каретки 11 половина 9b оболочки 9 имеет направляющую дорожку в форме паза 51, в который входит палец 52, выходящий из бокового выступа 53 каретки 11.
Направляющая дорожка 51 имеет прямолинейный участок 54, ориентированный по направлению оси запорного клапана 3, и криволинейный участок 55.
Блок передвижения ползунка 16, включающий редукторный электродвигатель 18 и червячный винт 17, опирается на корпус 10, являющийся внешней частью оболочки 9. Ползунок 16 проходит сквозь прямолинейную прорезь 19, проделанную в толще стенки половины 9b оболочки 9 и ориентированной по направлению оси запорного клапана 3.
Преимуществом является то, что рабочее приспособление включает поворотное коромысло 32, имеющее первое плечо 33, снабженное деталью для приведения в движение клапана выброса 5, и второе плечо 35, снабженное деталью для передачи поворотного движения коромыслу 32, с выбором первого управляющего кулачка 37, отконфигурированного и расположенного так, чтобы вызвать перемещение коромысла 32 в направлении, соответствующем движению к выдвинутому положению клапана выброса 5, или второго управляющего кулачка 38, отконфигурированного и расположенного так, чтобы вызвать перемещение коромысла 32 в направлении, соответствующем движению к убранному положению клапана выброса 5. Коромысло 32 поворачивается с помощью поворотной оси 41 в нижней выступающей части 42 инфузионного цилиндра 2.
В возможном, но не проиллюстрированном варианте осуществления изобретения, коромысло 32 может также шарнирно опираться на каретку 11.
Поворотная ось коромысла 32 ориентирована по направлению оси перемещения каретки 11.
Ведущей деталью является поводковый палец 34, ориентированный по направлению оси колебания коромысла 32 и скользяще сцепленный в замкнутом поперечном пазе 39, предусмотренном в штоке 40 клапана выброса 5. Деталью зацепления является сцепной палец 36, ориентированный по направлению оси поворота коромысла 32. Поводковый палец 34 расположен на конце первого плеча 33 коромысла 32, в то время как деталь зацепления 36 расположена на конце второго плеча 35 коромысла 32. Предпочтительно, чтобы коромысло 32 имело угловую форму и, в частности, первое плечо 33 и второе плечо 35 коромысла 32 имеют разные длины для того, чтобы достичь при необходимости увеличения или уменьшения перемещения поводкового пальца 34 по отношению к сцепному пальцу 36.
Первый управляющий кулачок 37 предусмотрен на продольном элементе 43, который перемещается против воздействия упругого элемента (не показан) между положением прижатия к стопору 44 и положением снятия со стопора 44. Упругий элемент отконфигурирован и устроен так, чтобы удерживать продольный элемент 43, в обычном состоянии прижатый к стопору 44. Продольный элемент 43 шарнирно опирается на оболочку 9 и, в частности, на ее половину 9b с помощью поворотной оси 45, которая ориентирована по направлению поворотной оси коромысла 32.
Второй управляющий кулачок 38 предусмотрен наклонной поверхностью 46, имеющейся в оболочке 9 и, в частности, в ее половине 9b.
Оболочка 9 и, в частности, ее половина 9b имеет направляющую сцепного пальца 36, и эта направляющая ограничена боковой ограничительной стенкой 47 нижней части 48, присутствующей на внутренней стороне половины 9b оболочки 9. Продольный элемент 43 также целиком расположен в нижней части 48.
Второй управляющий кулачок 38 и стопор 44 предусмотрены на профильных участках боковой ограничительной поверхности 47 нижней части 48.
Точнее говоря, инфузионный блок 1 представляет собой известный тип, но это необязательно так, имеющий систему доставки инфузионного кофе к удаленному разливному устройству (не показано).
Система доставки имеет первый гибкий рукав 63 и второй гибкий рукав 64, которые сообщаются между собой через камеру 65, предусмотренную в узле 66, поддерживаемые с боковой стороны запорным клапаном 3.
Первый гибкий рукав 63 соединен с удаленным разливным устройством, в то время как второй гибкий рукав 64 соединен с выпускным отверстием (не показано) для инфузии кофе из инфузионного цилиндра 2.
Для слива инфузионного кофе, оставшегося внутри рукавов 63 и 64, предлагается применить известный прием в виде клапанного затвора 67 отверстия 68, удобного для приведения рукавов 63 и 64 в непосредственное взаимодействие с атмосферой. Клапанный затвор 67 является задвижным, действующим с помощью пружины 69, меняя положение между положением для закрытия отверстия 68 во время инфузии и открытым положением, установленным для открытия отверстия 68 в конце инфузионного процесса для слива самотеком оставшегося кофе. Функционирование инфузионного блока 1 происходит следующим образом.
После запуска инфузионный цилиндр 2 находится внизу загрузочного устройства 6, а его ось расположена в вертикальном направлении либо слегка наклонена по отношению к вертикальному направлению (фиг. 5). Клапан выброса 5 находится в убранном положении. Скребок 7 находится во втором исходном положении, при котором вторая поверхность 50 переносит к входному отверстию 8 инфузионного цилиндра 2 порцию порошкообразного кофе 30, поступающего из загрузочного устройства 6. Преимущество состоит в том, что эта задача по загрузке осуществляется скребком 7, не требуя при этом отдельного элемента, специально предназначенного для выполнения этой функции, как это происходит сегодня в традиционном инфузионном блоке.
Когда загрузка порошкообразного кофе в инфузионный цилиндр 2 завершена, редукторный электродвигатель 18 начинает вращать червячный винт 17, вдоль которого перемещается соединенный с ним внутренней резьбой 31 ползунок 16.
Каретка 11, шарнирно связанная с ползунком 16, начинает перемещать инфузионный цилиндр 2 вверх.
Во время начала движения вверх палец 52 перемещается вдоль криволинейного участка 55 направляющей дорожки 51, что вызывает перемещение (против хода часовой стрелки) каретки 11 и, как следствие, инфузионного цилиндра 2, до тех пор пока ось последнего не окажется на одной линии с осью запорного клапана 3. В последующем движении вверх (фиг. 6) инфузионный цилиндр 2 сохраняет то же самое угловое направление при условии, что палец 52 перемещается вдоль прямолинейного участка 54 направляющей дорожки 51.
Во время того же движения вверх инфузионного цилиндра 2 происходит зацепление выступа 61 с кулачковым упором 62 с последующим перемещением зубчатого сектора 58 под воздействием пружины 60.
Перемещение зубчатого сектора 58 передается зубчатой арке 57, с которой прочно сцеплена поворотная ось 21 скребка 7 и, таким образом, скребок 7 перемещается из второго в первое исходное положение. Предпочтительно, чтобы приведение в исходное состояние скребка 7 осуществлялось во время перемещение вверх инфузионного цилиндра 2 вместо того, чтобы делать это во время его дополнительного перемещения в конце движения вниз, как это традиционно имеет место, что способствует ограничению осевых размеров инфузионного блока 1.
Во время движения вверх инфузионного цилиндра 2 сцепной палец 36 скользит вдоль направляющей 47 и заклинивается в промежутке между стопором 44 и продольным элементом 43, который поддается усилию, сжимая упругий элемент, с помощью которого он приходит в рабочее состояние, давая возможность прохода сцепному пальцу 36. После прохода сцепного пальца 36 продольный элемент 43 возвращается назад, упираясь в стопор 44 под воздействием распрямления упругого элемента, который до этого находился в сжатом состоянии.
Далее инфузионный цилиндр 2 взаимодействует с затворным клапаном 3 (фиг. 7).
Инфузионный цилиндр 2 останавливается в этом положении, а клапан выброса 5 все еще остается в убранном положении.
Для инфузии по внутреннему патрубку 70 запорного клапана 3 поступает горячая вода, нагретая имеющимся для этой цели блоком нагревателя (не показан). Для инфузии горячая вода нагнетается в инфузионную камеру и возникающая инфузия извлекается посредством имеющегося в инфузионном цилиндре 2 специального выпускного отверстия.
После завершения инфузионного процесса, благодаря возможности обратного хода, передаваемого редукторным электродвигателем 18, начинается движение инфузионного цилиндра 2 вниз.
Во время выполнения начального перемещения вниз (фиг. 8) инфузионный цилиндр 2 отделяется от запорного клапана 3, а сцепной палец 36 взаимодействует с первым управляющим кулачком 37, который остается запертым стопором 44. В результате скольжения вдоль первого управляющего кулачка 37 сцепной палец 36 подвергается усилию воздействия, что вызывает перемещение поворотного коромысла 32 (на чертежах по ходу часовой стрелки) вокруг поворотной оси 41. Перемещение коромысла 32 вызывает движение поводкового пальца 34, который благодаря зацеплению в пазе 39 приводит в движение шток 40 клапана выброса 5 в направлении положения экстракции (фиг. 9). Когда клапан выброса 5 достигает положения экстракции, скребок 7 благодаря взаимодействию выступа 61 с кулачковым упором 62 переходит из первой исходной позиции во вторую исходную позицию. Первая поверхность 49 скребка 7 сдвигает вбок порцию использованного кофе, которая падает в сборник 12 (фиг. 10).
Инфузионный цилиндр 2 заканчивает спуск перемещением, противоположным исходному перемещению, благодаря взаимодействию пальца 52 с криволинейным участком 55 паза 51, при котором он возвращается в положение для загрузки новой порции кофе 30 (фиг. 13).
Во время перемещения инфузионного цилиндра 2 сцепной палец 36 взаимодействует со вторым управляющим кулачком 38, от которого он получает движущую силу, вызывающую поворот коромысла 32 (на чертежах против хода часовой стрелки) вокруг поворотной оси 41. Поворот коромысла 32 вызывает перемещение поводкового пальца 34, который благодаря взаимодействию в пазе 39 заставляет двигаться шток 40 клапана выброса 5 в направлении убранного положения (фиг. 11 и 12).
Изобретение особенно подходит для кофеварки с широко распространенной вертикальной конструкцией, при которой инфузионный цилиндр расположен ниже запорного клапана и имеет компонент для прямолинейного поступательного движения, которое имеет наклон по отношению к опорной поверхности кофеварки.
Предлагаемый в настоящем документе инфузионный блок допускает множество модификаций и вариантов, всех подпадающих под действие изобретательской концепции, все детали можно заменять на технически эквивалентные элементы. Использованные материалы, а также размеры на практике могут быть любого типа согласно требованиям и современному техническому уровню.