СМЕННЫЙ ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ
REPLACEABLE FILTER ELEMENT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к вставному (сменному) фильтрующему элементу согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения, предназначенному для установки во вводное отверстие сосуда с целью приготовления напитков экстрагированием, а также согласно ограничительной части п.11 формулы к сосуду, оборудованному указанным элементом. Предлагаемый элемент пригоден в особенности для приготовления кофе и чая.
Уровень техники
Ассортимент вставных фильтрующих элементов, используемых при приготовлении напитков, очень широк.
Например, в DE-A-2136580 описано устройство для настаивания и фильтрации напитков, содержащих неполностью растворимые вещества. В данном случае вставной фильтрующий элемент содержит подпружиненный держатель, который можно вставить в отверстие емкости, и собственно одноразовый вставной элемент, для которого предусмотрена возможность закрепления с помощью указанного держателя. Держатель сконструирован в виде стержня и снабжен пружиной сжатия. Процедура введения имеет довольно трудоемкий характер, поскольку приходится вставлять как держатель, так и фильтрующий элемент. К недостаткам устройства следует отнести также необходимость использования одноразовых вставных элементов.
В ЕР-А-0467013 представлено устройство для фильтрации чая. В указанном устройстве бумажный мешочный фильтр удерживается двумя расположенными друг против друга зажимными сегментами, для которых предусмотрена возможность перемещаться параллельно друг другу. В данном случае используемые мешочные фильтры также относятся к одноразовому типу. Устройство можно плотно подогнать к сосуду, например к чайнику. Однако, если после этого чайник во время сливания напитка наклонить, есть вероятность, что фиксация устройства, фильтрующего чай, ослабится, и оно выпадет из чайника.
Кроме того, известны вставные фильтрующие элементы, которые можно применять несколько раз и в которых не используются одноразовые детали. Такие элементы обычно состоят из стекла, металла или пластика. Патентный документ WO 92/13475 описывает предназначенный для сосудов фильтрующий элемент, который можно использовать несколько раз. Элемент вставляют в сосуд, в который затем можно добавить горячую воду. Для данного варианта вставного элемента также возможно его выпадение из сосуда во время сливания напитка.
Далее, известны модификации, в которых такие вставные фильтрующие элементы снабжены крышкой из мягкого материала, у которой имеется деталь типа канта. Такой элемент может лежать на верхней кромке емкости, удерживаясь за счет указанного канта. Недостатком таких элементов также является вероятность их выпадения из чайника во время сливания напитка.
Раскрытие изобретения
Таким образом, задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в разработке вставного фильтрующего элемента, который можно вставить в сосуд (например, в чайник) несложным образом и который во время сливания напитка выпасть из чайника не может. Кроме того, вставной фильтрующий элемент согласно изобретению в своем применении должен быть настолько универсальным, насколько это возможно.
Решением указанной задачи является вставной фильтрующий элемент, признаки которого приведены в п.1 формулы изобретения.
Предлагаемый элемент предназначен для установки во вводное отверстие сосуда с целью приготовления напитков посредством экстрагирования и в предпочтительном варианте состоит из корпуса с фильтрующими каналами и обода. Боковая поверхность обода имеет эластичный волнообразный наружный контур. Указанный контур служит для пластичной адаптации к внутреннему размеру вводного отверстия сосуда и предотвращает выпадение вставного фильтрующего элемента во время сливания напитка.
Еще одним преимуществом устройства является возможность вставлять данный элемент в разнотипные сосуды универсальным образом. Дополнительное достоинство волнообразного наружного контура заключается в том, что с его помощью можно компенсировать допуски на изготовление. Благодаря этому соответствующие сосуды можно изготавливать с меньшей точностью, т.е. более рентабельно. Далее, к преимуществам следует отнести тот факт, что вследствие эластичности конструкции указанного контура уменьшается вероятность повреждения сосуда вставным элементом. Таким образом, посредством предлагаемого обода можно предотвратить трещины, царапины и другие потенциальные дефекты сосуда.
Предпочтительно, чтобы вставной фильтрующий элемент согласно изобретению имел фланец, составляющий, по меньшей мере, часть окружности. Назначение указанного фланца заключается в удерживании элемента во вставленном положении таким образом, чтобы он не упал в сосуд. В таком варианте верхняя зона обода составляет часть фланца.
Другой задачей изобретения является разработка вставного фильтрующего элемента, который даже в нагретом состоянии можно удалить из сосуда незащищенными руками.
Решением указанной задачи является вставной фильтрующий элемент, особенности которого приведены в п.3 патентной формулы.
Вставной фильтрующий элемент согласно изобретению снабжен фланцем, который представляет собой кольцо, составляющее, по меньшей мере, часть окружности. Верхняя зона обода, по меньшей мере, частично проходит над участком наружной кромки указанного кольца. Ниже этой верхней зоны расположена кольцевая зона с волнообразным наружным контуром. Тем самым обеспечивается преимущество, заключающееся в том, что пользователь может незащищенными руками удалить из сосуда вставной фильтрующий элемент.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения обод изготовлен в виде цельной детали, у которой имеются как волнообразный наружный контур, так и изолирующая крышка. Преимуществами обода, изготовленного в виде цельной детали, являются экономичность его изготовления и простота установки на место. Кроме того, упрощаются манипуляции, производимые пользователем.
Сущность других предпочтительных вариантов осуществления изобретения будет очевидной из зависимых пунктов формулы.
Краткое описание чертежей
Далее приводится более подробное описание изобретения, которое следует рассматривать совместно с прилагаемыми чертежами, где:
фиг.1 в сечении представляет заварочный чайник с вставным фильтрующим элементом согласно настоящему изобретению,
фиг.2 представляет фильтрующий элемент, показанный на фиг.1, в перспективном изображении,
фиг.3 представляет фильтрующий элемент, показанный на фиг.1, в сечении плоскостью S3-S3 (см. фиг.4),
фиг.4 представляет фильтрующий элемент, показанный на фиг.1, в сечении плоскостью S4-S4 (см. фиг.3),
фиг.5 представляет фильтрующий элемент, показанный на фиг.3 или 4, в сечении плоскостью S5-S5 (см. фиг.3 и 4),
фиг.6 в сечении представляет заварочный чайник с вставным фильтрующим элементом согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показан вставной фильтрующий элемент 1 согласно предпочтительному примеру осуществления настоящего изобретения. В данном случае указанный элемент вставляется в сосуд 9 (в частности, на чертеже изображен кофейник или заварочный чайник) и может быть использован для приготовления напитков, в особенности чая или кофе, экстрагированием. По существу, элемент 1 состоит из корпуса 3 (цельного или составного) с фильтрующими каналами 51 и обода 2, расположенного на участке корпуса 3.
Корпус 3, по существу, можно разделить на три секции: верхнюю, опорную секцию 4 с фланцем 10, составляющим, по меньшей мере, часть окружности, центральную, фильтрующую секцию 5 в виде полого цилиндра, в которой выполнено множество фильтрующих каналов 51, и расположенную под ней нижнюю секцию 6, снабженную собирающим поддоном 60. Как показано на чертеже, все три секции можно сформировать в виде отдельных деталей, соединенных между собой разъемным или неразъемным образом. Вставной фильтрующий элемент 1 лежит на кромке 92 вводного отверстия сосуда, опираясь на нее фланцем 10, в предпочтительном варианте сформированным из опорного кольца 27 обода 2, и кольца 44 опорной секции 4, составляющего, по меньшей мере, часть окружности. Тем самым предотвращается проваливание элемента 1 в сосуд 9. Корпус 3 изготовлен из металла, стекла или пластика. Предпочтительным материалом является нержавеющая сталь, причем в этом случае желательно сконструировать указанный корпус из нескольких частей, что позволяет упростить его изготовление. В альтернативном варианте предусмотрена возможность сделать корпус 3 стеклянным, но в этом случае предпочтительно, чтобы он был цельным. Пример варианта выполнения цельного корпуса 3 представлен на фиг.6. Однако можно также изготовить разные секции из различающихся материалов. Для соединения отдельных частей в случае использования металлических материалов особенно рекомендуется точечная сварка. Для других материалов возможно использование иных технологических приемов соединения.
Наливное отверстие 45 нагляднее всего изображено на фиг.2. Через него горячую жидкость, например горячую воду, наливают на порошок, помещенный в фильтрующий элемент. Порошком может быть кофе или чай. Естественно, в порядке альтернативы возможно также применение измельченных чайных листов или других продуктов такого рода.
Как показано на фиг.1-4, фильтрующая секция 5, по существу, представляет собой полый фильтрующий цилиндр 50. В указанном цилиндре рядами расположены сквозные фильтрующие каналы 51, проходящие через его боковую поверхность, причем в каждом ряду имеется множество каналов. Множество таких рядов, в предпочтительном варианте размещенных параллельно друг другу, образуют зоны 52 каналов. Для наглядности в каждом представленном на чертежах случае показаны только каналы 51, образующие контур такой зоны. Предпочтительно, чтобы на всей боковой поверхности фильтрующей секции 5 были размещены четыре указанные зоны. В порядке альтернативы количество зон можно также уменьшить, например, до трех, или увеличить.
Нижняя секция 6 образована, по существу, собирающим поддоном 60, у которого имеются дно 62 (см. фиг.3) и боковая стенка 61, выступающая перпендикулярно дну. Как отмечалось выше, указанная стенка соединяет нижнюю секцию 6 с фильтрующей секцией 5. Функцию поддона 60 может также выполнять дно, сконструированное, по существу, в виде плоской детали, т.е. не имеющее боковой стенки. Предусмотрена возможность выполнить в поддоне 60 и в плоском дне отверстия, но можно этого и не делать.
Опорная секция 4, по существу, представляет собой опорный компонент 40, у которого имеется цилиндрическое кольцо 41 (см. фиг.3), через коническую боковую стенку 42 переходящее в цилиндрическую стенку 43. Далее стенка 43 переходит в кольцо 44, составляющее, по меньшей мере, часть окружности, причем предпочтительно, чтобы кольцо 44 было расположено перпендикулярно цилиндрической стенке 43. В возможном варианте указанное кольцо окружает стенку 43, по меньшей мере, частично, т.е. оно разделено на секции, но допустимо и полное окружение стенки 43. Следует отметить, что диаметр стенки 43 больше диаметра кольца 41 и меньше наружного диаметра кольца 44. Если опорный компонент 40 состоит из металлического материала, его можно изготовить, например, посредством глубокой вытяжки, однако приемлемы также и другие подходящие технологии.
Фильтрующий цилиндр 50 и опорный компонент 40 желательно жестко соединить между собой. Для этого фильтрующий цилиндр 50 вставляют внутрь компонента 40. Для указанного соединения особо пригодна точечная сварка, однако приемлемы также и другие технологические приемы.
На фиг.1 и 3 хорошо различим также обод 2. По существу, он охватывает наружный контур верхней секции корпуса 3 (в предпочтительном варианте он охватывает и наружную сторону опорного компонента 40).
Обод 2 наиболее наглядно показан на фиг.3 и 4. В своей нижней зоне он выполнен в виде цилиндрического кольца 25. Через конический переходной участок 26 указанное кольцо переходит далее в волнообразный наружный контур 21. Таким образом, в нижней зоне периферия обода сходит на конус. В этом варианте контур 21, по меньшей мере, частично образует периферийную зону (боковую поверхность) обода 2. На контуре 21 сформировано опорное кольцо 27, выступающее наружу, причем край указанного кольца сформирован в виде загнутого буртика 28. Кроме того, на буртике 28 сформировано покрывающее кольцо 29, выступающее внутрь, по существу, параллельно опорному кольцу 27, причем между указанными кольцами образуется кольцевой зазор. Опорное кольцо 27, буртик 28 и покрывающее кольцо 29 образуют изолирующий ободок (изолирующую крышку) 24.
Предпочтительно, чтобы обод 2 был эластичным. Однако в других вариантах осуществления допускается конструкция, в которой эластичными являются только определенные секции обода. При этом для волнообразного наружного контура 21 эластичность желательна в любом случае.
Предпочтительно изготовить обод из гибкого и термостойкого пластика. Хорошие результаты были получены при использовании силиконового каучука, а также пластика, известного в продаже под названием Santoprene. Кроме того, желательно сконструировать обод 2 в виде цельной детали.
Указанный обод можно насадить на опорный компонент 40 вручную. На фиг.3 и 4 видно, что некоторые его зоны плотно подогнаны к опорной секции 4 или к опорному компоненту 40. В предпочтительном варианте внутри обода 2 заключены цилиндрическое кольцо 41, коническая боковая стенка 42 и цилиндрическая стенка 43 корпуса, охваченные ободом по их наружным сторонам. Кроме того, этим же ободом фактически полностью окружено кольцо 44, составляющее, по меньшей мере, часть окружности и относящееся к опорному компоненту 40, причем указанное кольцо вложено в кольцевой зазор, имеющийся в ободе. Таким образом, верхняя зона обода 2 проходит, по меньшей мере, по части наружной кромки кольца 44. Ниже указанной верхней зоны расположен периферийный участок обода с волнообразным наружным контуром 21.
В зоне кольца 44, составляющего, по меньшей мере, часть окружности, обод 2 выполняет функцию теплоизолятора, т.к. во время наливания горячей жидкости корпус 3 нагревается. Поскольку кольцо 44 покрыто ободом 2, пользователь имеет возможность удалить вставной фильтрующий элемент 1 незащищенными руками, не прибегая к каким-либо дополнительным средствам, таким как салфетка или другое подобное приспособление. Эффективность теплоизоляции, обеспечиваемой эластичным ободом 2, дополнительно повышается за счет наличия буртика 28.
В следующем примере осуществления изобретения предусмотрена возможность присоединить обод 2 к верхней зоне корпуса 3 фиксированным образом. Например, вероятность неумышленного удаления обода можно исключить с помощью клея. Кроме того, возможен также вариант установки обода, позволяющий пользователю удалить эту деталь без каких-либо проблем. Особым преимуществом такой конструкции является возможность упрощенной очистки.
Волнообразный наружный контур 21 лучше всего можно рассмотреть на фиг.5, где он изображен в сечении плоскостью S5-S5 (см. фиг.3 и 4). В сечении, параллельном опорному кольцу 27, указанный контур можно определить, как окружающую обод деталь типа розетки. Данный контур состоит из выступов 22 и впадин 23, причем в предпочтительном варианте он проходит вокруг всей периферии обода 2. В представленном примере осуществления десять выступов 22 и такое же количество впадин 23 расположены с равными интервалами по всей периферии эластичного обода 2. Указанный контур, по существу, перпендикулярен опорной плоскости, которая параллельна кольцу 44, составляющему, по меньшей мере, часть окружности. Другими словами, волнообразный наружный контур 21 выступает из поверхности цилиндра от его центральной оси. Желательно, чтобы контур имел изменяющуюся толщину. В частности, в предпочтительном варианте толщина у выступов 22 меньше, чем во впадинах 23, в результате чего повышается эластичность контура. Однако в других вариантах осуществления указанная толщина может быть постоянной.
Кроме того, на фиг.5 видно, что внутренний контур 30 обода 2 также имеет волнообразную форму. В данном случае он, по меньшей мере, частично контактирует с опорной секцией 4. Предпочтительно, чтобы между указанными контуром и секцией 4 были сформированы зазоры 31, причем желательно заполнить их газообразной средой, например атмосферным воздухом. Однако в другом (не показанном) варианте осуществления предусмотрена возможность заполнить зазоры 31 твердой средой. Для такого заполнения предпочтителен пластик, свойства материала которого подобны аналогичным параметрам обода 2.
В другом (не показанном) варианте выполнения обода наружный контур проходит параллельно периферийным кромкам. Функцию впадин 23 и выступов 22 на таком контуре выполняет рифление, которое можно было бы видеть на фиг.4. Оно располагается на поверхности обода концентричным образом.
В следующем (не показанном) варианте выполнения обода вместо волнообразного контура применены такие элементы, как ребра, заостренные выступы или какие-то другие детали, выступающие из цилиндрической боковой поверхности.
Общая особенность всех перечисленных примеров вариантов выполнения обода 2 заключается в том, что находящиеся в соответствующих зонах волнообразный контур 21 или выступающие элементы должны обладать способностью к деформации. Деформируемый контур (т.е., по существу, волнообразный наружный контур 21) во время введения в сосуд 9 должен обладать способностью пластичной адаптации к внутреннему размеру вводного отверстия 91 сосуда, причем фактически таким образом, чтобы отверстие 91 оказалось в контакте с контуром 21 обода 2, по меньшей мере, в некоторых его частях. Лежащие между ними остальные части контура 21, для которых между отверстием 91 и ободом 2 контакта нет, позволяют воздуху пройти в сосуд 9.
Следствием описанной пластичной деформации является образование нежесткого (фрикционного) сопряжения между эластичным ободом 2 (т.е. вставным фильтрующим элементом 1) и сосудом 9. При таких условиях предотвращается возможность выпадения указанного элемента во время удаления напитка, в частности, если сосуд 9 наклоняют с помощью ручки 90 для сливания напитка, например, в чашку.
Еще один (не показанный) вариант осуществления изобретения дополнительно отличается конструкцией опорной секции 4, размеры которой меньше вводного отверстия 91 сосуда. В этом случае поддержка вставного фильтрующего элемента 1 осуществляется только посредством обода 2, а фланец 10 содержит только элементы обода.
В следующем (не показанном) примере варианта осуществления изобретения площадь сечения опорной секции 4 эквивалентна площади сечения фильтрующей секции 5, причем предпочтительно, чтобы обе указанные секции имели цилиндрическую форму. Соответственно такую же форму имеет входное отверстие обода 2. Наружный контур обода воспроизводит формы, описанные в предыдущих примерах вариантов осуществления. В данном случае для обода 2 предусмотрена возможность закрепления на корпусе 3 с помощью клея. Однако в альтернативном варианте можно также выбрать внутренний диаметр обода таким образом, чтобы при установке на цилиндрическую опорную секцию 4 обод растягивался. Положительным эффектом такого подогнанного состояния является невозможность повторно сжать обод, а это приводит к благоприятным соотношениям усилий. В частности, увеличивается сила трения между ободом 2 и опорной секцией 4, предотвращая тем самым соскальзывание обода. В данном примере осуществления фланец 10 сформирован только элементами обода 2.
В предыдущем описании принималось, что корпус 3 сконструирован, по существу, в виде полого цилиндра, т.е. имеет круглое поперечное сечение. Однако очевидно, что форма указанного сечения может быть любой. Конфигурацию сечения в плоскости, которая при вставленном фильтрующем элементе примыкает к вводному отверстию 91 сосуда 9, следует выбирать исходя из соответствия с формой конкретного вводного отверстия. Например, возможна овальная или многоугольная форма или даже форма с острыми углами. Кроме того, корпус 3 может иметь различные формы поперечного сечения. В частности, особо предпочтительны корпуса с круглыми поперечными сечениями, имеющими различные диаметры, т.е. сходящиеся в виде конуса.
В дополнение к сказанному, описанный вставной фильтрующий элемент 1 можно избирательно использовать в комплекте с плунжером, как это описано, например, в WO 92/13475.
На фиг.6 представлен следующий пример осуществления фильтрующего элемента согласно настоящему изобретению. В данном случае форма корпуса 3 в зоне опорной секции 7 отличается от описанной выше. Через переходной участок 71, сконструированный в виде конуса, цилиндрический корпус 3 переходит в секцию 72 с увеличенным поперечным сечением. На указанной секции сформирован сходящийся на конус переходной участок 73, который образует кромку 74 вставного фильтрующего элемента. Обод 2 в данном варианте расположен в том же месте, что и в описанных выше устройствах. Он сконструирован так, чтобы его внутренний контур воспроизводил наружный контур опорной секции. Кроме того, в данном случае обод 2 снабжен волнообразным наружным контуром 21. На фиг.6 особенно наглядно показано, как указанный контур можно адаптировать к различным выполнениям вводного отверстия 91. В частности, в данном примере осуществления при введении вставного фильтрующего элемента 1 в сосуд 9 сначала наружный контур 21 сжимают так, чтобы можно было осуществить указанное введение. Если затем ввести элемент 1 на расстояние, при котором обод 2 ляжет на кромку 92 вводного отверстия, указанный контур будет расширяться до тех пор, пока не упрется во внутреннюю стенку 93 сосуда. Кроме того, в данном примере подразумевается, что волнообразный наружный контур 21 имеет, по меньшей мере, три выступа 22, которые на периферии обода 2 пространственно разделены. Однако количество выступов и впадин на периферии обода предпочтительно увеличить.
Перечень обозначений
1 - вставной фильтрующий элемент
2 - обод
3 - корпус
4 - верхняя, опорная секция
5 - фильтрующая секция
6 - нижняя секция
7 - опорная секция
9 - сосуд
10 - фланец
20 - обод
21 - волнообразный наружный контур
22 - выступ
23 - впадина
24 - изолирующий ободок
25 - цилиндрическое кольцо
26 - конический переходной участок
27 - опорное кольцо
28 - буртик
29 - покрывающее кольцо
30 - внутренний контур обода
40 - опорный компонент
41 - цилиндрическое кольцо
42 - коническая боковая стенка
43 - цилиндрическая стенка
44 - кольцо, составляющее часть окружности
45 - наливное отверстие
50 - фильтрующий цилиндр
51 - фильтрующий канал
52 - зоны каналов
60 - собирающий поддон
61 - боковая стенка
62 - дно
71 - конический переходной участок
72 - секция с увеличенным поперечным сечением
73 - конический переходной участок
74 - кромка
90 - ручка
91 - вводное отверстие
92 - кромка вводного отверстия