УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И НАПИТКОВ, СОДЕРЖАЩЕЕ МАГНИТНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
FOOD PRODUCTS AND BEVERAGES PROCESSING DEVICE CONTAINING MAGNETIC CONNECTION

Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Это устройство обработки пищевых продуктов и напитков, которое можно использовать в качестве блендера, миксера, мельницы, венчика, фляги и т.д. Более точно, это устройство обработки пищевых продуктов, в котором используется переменный магнитный поток и магнитное соединение для вращения лопастей.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
В обычных домашних вариантах применения распространены перемешивающие и смешивающие устройства, такие как блендеры и миксеры, которые используют для обработки пищевых продуктов и напитков,. Часто эти устройства содержат главный контейнер и крышку, которая закрывает открытый конец главного контейнера, чтобы сохранить подлежащее обработке содержимое герметично закрытым внутри контейнера. Упомянутый выше контейнер также часто используют для содержания обработанных пищевых продуктов или напитков в процессе дальнейшего потребления. Пищевые продукты обрабатывают посредством использования узла лопастей, которые обычно прикрепляют сверху вращающегося вала. Двигатель, механически прикрепленный к оси вращения, вращает вал, вращающий в результате лопасти.
Лопасти, которые вращаются за счет механического соединения, можно найти в домашней кухонной технике наиболее часто. Обычно, эти лопасти устанавливают в отсоединяемый стеклянный или пластмассовый контейнер миксера (или блендера) таким образом, чтобы он мог вращаться с достаточной частотой, при которой он может обрабатывать пищевые продукты или напитки с однородной консистенцией. Также известно, что в устройствах обработки пищевых продуктов можно применять магнитный поток для того чтобы исключить из таких конструкций механические соединения. Это позволяет пользователю более легко устанавливать контейнер блендера или миксера в рабочее положение. Также, контейнеры, которые не содержат механических соединений, обычно более легко чистить, и их размеры меньше. Но главный недостаток таких устройств обработки пищевых продуктов состоит в том, что контейнер, в котором обрабатывают пищевые продукты, механически прикрепляют к корпусу за счет применения различных держателей и механических соединений.
Одно устройство обработки, использующее магнитное поле для вращения его частей, описано в патенте США №US 6210033, опубликованном 2002-06-27. В этом устройстве используют магнитный индукционный привод для вращающегося приводного элемента в герметично закрытом корпусе, в частности, установленной на валу лопасти в чашке блендера, в котором используют сравнительно тонкую круглую пластину намагничивающегося материала с расположенными по окружности полюсами, прикрепленными внутри корпуса к валу. Бесщеточный двигатель постоянного тока в основании, отделенный от корпуса, имеет ротор, образованный в виде множества пирогообразных зон с постоянными магнитами, которые взаимодействуют с вращающимся электромагнитным полем с электронным управлением, создаваемым кольцом катушек статора. Второй такой постоянный магнит соединен с ротором для соосного и совместного вращения, причем полюса противоположной полярности выровнены и находятся рядом друг с другом. Между ротором и вторым постоянным магнитом помещен связанный с ними стальной диск. Магнитное поле (линии магнитной индукции) второго магнита проходит в осевом направлении от ротора, индуцируя магнитные полюса противоположной полярности в ведущей пластине. Это второе магнитное соединение магнита с пластиной действует поперек близко расположенного зазора, который содержит нижнюю стенку чашеобразного основания блендера, верхнюю стенку корпуса и воздушные зазоры между этими стенками и пластиной и вторым магнитом.
Еще одно устройство обработки пищевых продуктов и напитков, в котором используют магнитное поле для вращения ее частей, описано в патенте Австралии № AU 2015201257, опубликованном 2015-11-12. В нем описан низкопрофильный двигатель для портативных устройств, причем смешивающее устройство содержит корпус, имеющий принимающую сосуд часть, образованную между верхним корпусом и базовой частью, проходящей от корпуса в боковом направлении. Сосуд блендера выполнен с возможностью приема в боковом направлении внутри принимающей сосуд части и содержит основание сосуда и приемную часть. Статор находится в базовой части корпуса и выполнен с возможностью создания электромагнитного поля для приведения в действие вращающейся магнитной муфты, находящейся в основании сосуда в виде части системы магнитного соединения. Вращающаяся магнитная муфта соединена с ведущим валом, который дополнительно соединен с узлом лопастей, находящихся внутри приемной части сосуда блендера. Узел лопастей выполнен с возможностью обработки ингредиентов внутри приемной части сосуда блендера, соединенного с вращающейся магнитной муфтой.
Еще одно устройство обработки пищевых продуктов, в котором используют магнитное поле для вращения ее частей, описано в патенте Китая № CN 201987367, опубликованном 2011-09-28. В полезной модели раскрыт блендер, и она нацелена на предоставление блендера, который имеет магнитный механизм передачи, способный приближаться к нагревательному элементу, и имеет низкую стоимость. В полезной модели использована техническая схема, в которой: блендер содержит главный корпус, который изготовлен из диамагнитного материала, и закрывающий корпус,
причем основание находится под главным корпусом, основание снабжено приводным устройством, выходной вал приводного устройства снабжен вращающимся корпусом, вращающийся корпус снабжен постоянным магнитом, закрывающий корпус снабжен подвижным намагничивающимся корпусом, который приводится в движение постоянным магнитом, главный корпус снабжен нагревательным элементом, выходной вал снабжен резьбой, а вращающийся корпус подвижно установлен на выходном валу посредством резьбы.
Упомянутые выше изобретения имеют отношение к их цели - предоставить устройство обработки пищевых продуктов или напитков, использующее магнитное поле для вращения его частей посредством неподвижного соединения лопастей устройства с ротором или посредством установки магнитов и использования магнитного соединения. Но в вариантах применения в упомянутых выше патентах не предоставлено решение соединения лопастей устройства обработки пищевых продуктов с компонентом магнитного соединения, при этом упомянутый выше компонент скрытно установлен в закрывающей крышке блендера или миксера. Также, в вариантах применения в упомянутых выше патентах не предоставлено решение установки магнитного соединения внутри контейнера устройства, которое также представляет собой бутылку блендера, предназначенную для ношения и чтобы из нее пить. Так как ни одно из таких решений не предоставлено в предыдущем уровне техники, это можно расценить, как недостатки таких изобретений. Например, при использовании упомянутых выше устройств после обработки пищевых продуктов отсоединение контейнера является неудобным и медленным вследствие механической фиксации. По этой причине такие устройства более трудно использовать, и их мойка является более сложной. Тем не менее, мойка глубоких контейнеров также является сложной вследствие невозможности добраться до нижней части лопастей.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
Для того чтобы устранить указанный выше недостаток, в настоящем изобретении предложено устройство обработки пищевых продуктов и напитков (это может быть миксер, блендер, бутылка и т.д.), которое вращает свои лопасти за счет применения переменного магнитного потока. Оно действует в качестве перевернутой поилки и содержит две отдельные части, одной из которых является съемная бутылка со встроенным ротором, или в которой лопасти, установленные в крышке контейнера, соединены прямо с ротором. Такая конструкция для обработки пищевых продуктов позволяет устранить механическое соединение между бутылкой и основанием. Такое решение упрощает процессы снятия, использования и мойки контейнера. Тем не менее, в таком устройстве предложен дополнительный функционал портативности. Для ясности здесь и далее такое устройство будет называться блендер, но такое же решение можно применить к дробилке льда, измельчителю пищевых продуктов, барному блендеру, кофемолке, мясорубке, миксеру или другому устройству, в котором при обработке пищевых продуктов или напитков используются вращающие лопасти или лопатки. По этой причине защита патента должна охватывать все упомянутые выше устройства.
Описанный в этом изобретении блендер содержит две главные отдельные части: основание, которое вмещает электрический двигатель и один соединительный элемент, и съемный стеклянный или пластмассовый контейнер, состоящий из крышки и бутылки. В этом решении контейнер расположен на основании с обращенной вниз крышкой, причем крышка вмещает плотно упакованный второй компонент магнитного соединения, который жестко связан с лопастями или лопатками.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления второй компонент магнитного соединения, который установлен в крышке, содержит металлический диск, состоящий или частично содержащий металл, который может намагничиваться при воздействии переменного магнитного поля. Таким металлом может быть алюминий, медь или другой материал, подходящий для магнитного соединения. Упомянутый выше диск соосно соединен с системой лопастей или лопаток, которую используют для смешивания, перемешивания или измельчения пищевых продуктов и напитков. Таким образом, лопасти, которые встроены в крышку, соединены через магнитное соединение с ротором электродвигателя, который встроен в базовую часть устройства.
В одном варианте осуществления металлический диск, установленный в крышке, заменен фиксатором, содержащим по меньшей мере два постоянных магнита, расположенных таким образом, чтобы обеспечить осуществление магнитного соединения. Цель упомянутого выше фиксатора такая же, как у алюминиевого диска осуществление цели второго компонента магнитного соединения, перенос крутящего момента на систему лопастей.
Для употребления смешанных или перемешанных пищевых продуктов или напитков крышку, содержащую систему лопастей и второй компонент магнитного соединения, необходимо вытащить из контейнера после завершения процесса подготовки, чтобы обеспечить применение упомянутого выше контейнера в качестве питьевой бутылки или контейнера для пищевых продуктов. Краткое описание фигур
Фигуры предоставлены здесь только для большей ясности и должны упоминаться только как возможное осуществление изобретения и никоим образом не должны ограничивать объем изобретения. Иллюстративные фигуры устройства обработки пищевых продуктов и напитков.
На фиг. 1 представлено схематичное изображение устройства обработки пищевых продуктов и напитков, содержащее металлический диск (8). Поперечное сечение в виде изометрической проекции.
На фиг. 2 представлено схематичное изображение устройства обработки пищевых продуктов и напитков, содержащее металлический диск (8). Вид в поперечном разрезе.
На фиг. 3 представлено схематичное изображение устройства обработки пищевых продуктов и напитков, содержащее два постоянных магнита (11) вместо металлического диска (8). Вид в поперечном разрезе.
На фиг. 4 представлено схематичное изображение устройства обработки пищевых продуктов и напитков, содержащее контейнер (27) между основанием (2) и крышкой (7). Вид в поперечном разрезе.
На фиг. 5 представлено схематичное изображение устройства обработки пищевых продуктов и напитков, где основание (2) содержит выемку (22). Вид в поперечном разрезе.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
Это изобретение содержит устройство (1) обработки пищевых продуктов и напитков, которое можно использовать в качестве миксера, блендера, бутылки и т.д. В этом устройстве для вращения узла лопастей (6) используется переменный магнитный поток. Это значит, что оно содержит магнитное соединение между деталями, являющимися составной частью основания (2) блендера и крышки (7) смешивающего контейнера (3); оно работает по принципу перевернутой вверх бутылки и состоит из двух отдельных частей, одной из которых является съемная бутылка (3), содержащая второй компонент (21) магнитного соединения, установленный в крышке (7), а другой является базовая часть (2) с электрическим двигателем (19) и первым компонентом (20) магнитного соединения. Крышка (7) и основание (2) не соединены никаким механизмом (фиксаторами и т.д.) физической фиксации (механического соединения). Тем не менее, основание (2) содержит совершенно ровную поверхность, которая упрощает применение и ежедневное обслуживание устройства.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления в стеклянный или пластмассовый контейнер (3) наполняют пищевой продукт и/или напитки, на открытый конец контейнера (3) помещают крышку (7), содержащую металлический диск (8) (может быть из алюминия, меди или другого материала, подходящего для магнитного соединения). Узел лопастей (6) установлен на нижней стороне крышки (7), которая посредством вала (удлиненной детали) соединена с металлическим диском (8), установленным в крышке (7). Следовательно, лопасти (6), установленные в крышке (7), соединены с ротором (4) двигателя между магнитным соединением. Тем не менее, герметично закрытые крышкой (7) лопасти (6) оканчиваются во внутреннем пространстве контейнера, взаимодействуя с внутренними ингредиентами контейнера.
Помещенный внутри крышки (7) компонент (21) магнитного соединения установлен в отдельной камере, которая герметично закрыта относительно внутренней части контейнера (3), например, с помощью установленных на валу сальников. Камера компонента (21) магнитной муфты должна быть непроницаемой, так чтобы обрабатываемое содержимое не могло попасть внутрь камеры.
В одном варианте осуществления изобретения металлический диск (8), закрытый внутри крышки (7), заменен фиксатором (10), в котором два или более постоянных магнита (11) расположены таким образом, чтобы обеспечить полное функционирование магнитного соединения, причем цель упомянутых выше деталей такая же, как у металлического диска (8) - составить второй компонент магнитного соединения, который передает крутящий момент на узел лопастей (6).
Конструкция второго компонента магнитного соединения может иметь разные конфигурации, формы и быть сделана из разных материалов, которые подходят для изготовления таких конструкций, от наиболее общего металлического диска до сложных компоновок из множества магнитов. Однако конкретный вариант осуществления упомянутого выше компонента не должен ограничивать объем изобретения, если второй компонент магнитного соединения является составной частью крышки (7) устройства (1) обработки пищевых продуктов, а для вращения узла лопастей (6) используют магнитное соединение.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления в одной из двух главных частей устройства (1) обработки пищевых продуктов, которой является основание (2), на которое вверх ногами помещают контейнер (3), содержащий второй компонент (21) соединения, установлен статор (5), который содержит две или более электрических катушек (12), расположенных симметрично в разных местах относительно вала, где электрический ток, протекающий по обмотке катушек, создает магнитный поток и вращает ротор с фиксатором (13), в который встроены два или более постоянных магнита (14).
В одном варианте осуществления изобретения электрический двигатель (19), встроенный в основание (2), представляет собой бесщеточный ступичный двигатель, который состоит из электромагнитных катушек в статоре и постоянных магнитов в роторе. Обмотку (12) катушек в статоре устанавливают в фиксаторе (15) ротора, который является неподвижным относительно корпуса основания (2), так как он прикреплен к нижней части основания (2). Катушки (12) в фиксаторе (15) устанавливают таким образом, чтобы они располагались по бокам фиксатора круговым образом вокруг вала (16). Цилиндрическая выемка находится в центре фиксатора катушек, а через него проходит вал (16) соответствующей формы. Постоянные магниты (14), расположенные в роторе вместе с внешним корпусом (13) ступичного двигателя, могут вращаться вокруг вышеупомянутой оси вала (16) или вместе с валом (16) - вокруг точки соединения вала и корпуса основания (2). Первый компонент магнитного соединения, который содержит фиксатор магнитов (17) и постоянные магниты (18), расположенные внутри фиксатора, установлен сверху наружной поверхности корпуса (13). Упомянутый выше фиксатор (17) сделан таким образом, чтобы он мог вмещать расположенные по кругу магниты (18), которые составляют основную часть первого компонента магнитного соединения. Как только электрический ток начинает протекать через катушки (12), внешний корпус (13) двигателя вместе с первым компонентом магнитного соединения (17, 18) начинает вращаться вокруг вала (16), индуцируя таким образом вращение второго компонента (21) магнитного соединения вместе с узлом лопастей (6), помещенным внутри крышки (7).
В еще одном варианте осуществления катушки (12) статора (5) или соленоиды электромагнитов расположены вокруг ротора (4), а ротор содержит постоянные магниты (14), расположенные таким образом, чтобы переменный магнитный поток, создаваемый электромагнитами статора, вращал ротор вместе с постоянными магнитами (14), установленными на валу (16). В этом варианте осуществления первый компонент (20) магнитного соединения составляет сам ротор. В этом случае полезно, чтобы горизонтальная поверхность (25) корпуса основания, которая встроена поверх ротора, и на которую установлен перевернутый вверх дном контейнер, была сделана из тонкого диамагнитного материала. Тем не менее, горизонтальная поверхность (26) крышки контейнера должна быть сделана из тонкого диамагнитного материала. Такой подход обеспечивает получение тонкого зазора (27) между компонентами магнитного соединения и обеспечивает эффективное взаимодействие, а также низкие энергетические потери.
В еще одном варианте осуществления предусмотрен только один компонент магнитного соединения - компонент, который встроен внутрь крышки контейнера. Его получают путем образования выемки второго компонента магнитного соединения в верхней поверхности основания (2). Следовательно, выемку (22) внутри верхней части основания, которая содержит расположенные по кругу катушки статора, создают соответственно в выступе нижней стороны крышки (3), обеспечивая таким образом действие компонента (21) магнитного соединения в качестве ротора электродвигателя, так как крышка (3) встроена в основание (3) за счет выступа в полость основания, располагая упомянутые выше компоненты на аналогичном горизонтальном уровне. Магниты, расположенные внутри крышки контейнера, установлены на вращающемся валу (23) и взаимодействуют с катушками (12) статора, помещенными внутри основания (2), которое вращает магниты, если через катушки проходит электрический ток. В этом варианте осуществления для получения эффективного взаимодействия между электромагнитами статора и постоянными магнитами ротора, помещенными внутри крышки, должны быть предусмотрены тонкие боковые стенки крышки (7) и тонкие боковые стенки (24) полости (22) основания, а также должен быть обеспечен тонкий зазор между упомянутыми выше поверхностями, когда контейнер расположен на основании. В общем, должно быть получено самое короткое возможное расстояние между электромагнитами статора внутри основания (2) и постоянными магнитами (14) ротора внутри крышки (7).
Существует множество конструктивных вариантов статоров и роторов или способов, как расположить постоянные магниты или обмотку электромагнитных катушек внутри основания или вместо обмотки использовать другие электронные элементы для того, чтобы соединить ротор с первым компонентом магнитного соединения, или для его действия в качестве компонента самого магнитного соединения. На основе этого изобретения специалист в данной области может легко выбрать подходящую конструкцию, вот почему упомянутые выше варианты конструкции не должны ограничивать объем изобретения, при условии, что электронные элементы и варианты их расположения используются в устройстве (1) обработки пищевых продуктов, в котором используется магнитное соединение для вращения узла лопастей (6), основной элемент блендер действует в перевернутом положении, и состоит из двух отдельных частей, одной из которых является портативных блендер (3), другой - основание (2), которое вмещает электрический двигатель или по меньшей мере его часть.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления после завершения обработки пищевых продуктов крышку (7) с узлом лопастей (6) и второй компонент магнитного соединения снимают со стеклянного или пластмассового контейнера (3) для того, чтобы использовать упомянутый выше контейнер (3) в качестве бутылки или контейнера для пищевых продуктов. Для удобства вместо основной крышки (7) пользователь может поместить другую крышку, которая будет использоваться для транспортировки контейнера наряду с его содержимым, или крышку с держателем соломинки или специально приспособленную крышку для герметизации контейнера до его мойки и т.д.
Тем не менее, изобретение можно исполнить таким образом, чтобы все управление можно было осуществлять посредством применения умного устройства управления посредством WiFi, Bluetooth или другого протокола или интерфейса другого типа. В этом случае конструкция блендера существенно упрощается - отпадает необходимость в кнопках, индикаторах, регуляторах скорости и т.д. Скоростью смешивания, а уж тем более переменным режимом можно управлять посредством упомянутого выше портативного устройства. Это устройство также может хранить и обеспечивать рецепты для коктейлей, а также режим обработки для каждого коктейля. Например, если определенный коктейль содержит в качестве ингредиента банан, режим обработки может быть установлен таким образом, чтобы можно было циклически менять перестановку лопастей, для того чтобы наиболее эффективно обрабатывать банан.