CN107242792B - 咖啡机酿造单元的顶头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种咖啡机酿造单元的顶头，顶头内部设有出液管道，该顶头包括固定部(1)和活动部(2)，活动部(2)上固定有上滤网(3)，固定部(1)与活动部(2)相互套合且固定部(1)与活动部(2)之间设有防止两者脱离的限位装置，固定部(1)和活动部(2)之间设有压簧(4)；该顶头还包括用于限定活动部(2)上升距离的装置。该顶头不管咖啡粉量是加多还是加少都能确保咖啡粉在冲泡时受压恒定、压实程度一致。

Description

咖啡机酿造单元的顶头
技术领域
本发明涉及一种咖啡机的零部件，具体的说是一种咖啡机酿造单元的顶头。
背景技术
咖啡机的酿造单元是咖啡机用来冲泡咖啡的核心构件，行业内也称为酿造核心，它一般包括固定在咖啡机支架上的顶头、安装在支架上的升降机构和与升降机构连接的酿造器，酿造器内设有开口朝上的酿造腔，酿造腔内设有下滤板；顶头底部固定有上滤网，顶头内设有出液管道，出液管道出口一般套有一根出液软管，而在酿造器内、下滤板的下方设有与酿造腔连通的进水管。
现有技术酿造单元的工作原理为，初始位置即接粉工位时，酿造腔位于顶头下方且两者留有较大加粉间隔，咖啡机的磨粉装置将研磨好的咖啡粉经酿造腔的上开口甩入酿造腔、落在下滤板上方，即完成接粉步骤；然后升降机构驱动酿造器上升使得酿造腔上开口套入顶头实现酿造腔封闭，再继续上升使得下滤板将咖啡粉压实在顶头的上滤网上，随后热水从进水管进入酿造腔冲泡咖啡粉，酿造出的咖啡再经出液管道和出液软管排出。
现有技术的酿造单元存在以下缺陷：由于顶头位置是固定的，为确保密封，所以升降机构的上升距离也就是酿造器的上限位置也是设定好的，这样就造成了一个困局，即每次加粉量很难把握，如果咖啡粉少，则有可能冲泡时下滤板上的咖啡粉跟顶头的上滤网根本就没有接触从而无法压实，而如果咖啡粉多，则上滤网和下滤板受到咖啡粉向上下两方向的压力均过大，长期如此会对顶头及酿造器造成损伤破坏，甚至由于咖啡粉过多酿造器根本无法上升到设定的冲泡工位而导致酿造器无法闭合；换句话说，由于每次的加粉量无法一致，咖啡粉冲泡时的压实程度也难以统一，这样势必也会影响到咖啡的冲泡口感和质量；而且，每次排出咖啡后，出液管道末端和出液软管内总会由于负压而积存了一部分咖啡余液无法排出，这部分余液滞留在管道中冷却变质，下次接咖啡时又会落入到咖啡杯里，相互混杂，影响了新冲泡的咖啡的口感；而且，咖啡冲泡后，需要升降装置将酿造器下拉复位，以便清除咖啡粉残渣和加入新的咖啡粉便于下一次冲泡，然而由于咖啡酿造过程中酿造腔是密封的，所以升降装置下拉酿造器的过程比较滞涩费力，很难拉开，施加下拉力不均衡、时大时小对升降装置本身的稳定性和使用寿命也会造成影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种不管咖啡粉量是加多还是加少都能确保咖啡粉在冲泡时受压恒定、压实程度一致的咖啡机酿造单元的顶头。
本发明的技术解决方案是，提供一种咖啡机酿造单元的顶头，顶头内部设有出液管道，该顶头包括固定部和活动部，活动部上固定有上滤网，固定部与活动部相互套合且固定部与活动部之间设有防止两者脱离的限位装置，固定部和活动部之间设有压簧；该顶头还包括用于限定活动部上升距离的装置。
安装有上述顶头的酿造单元的工作工程为，酿造器接粉后由升降装置驱动上升，直到酿造器的下滤板上的咖啡粉抵靠住顶头的活动部底面的上滤网，此后酿造器继续上升，下滤板就会经咖啡粉推动顶头的活动部同步上升，活动部上升过程会同步压缩压簧，而由于限定装置的作用，活动部上升的距离是固定的，活动部最终的上限位置也是固定的，这样，最终，不管咖啡粉加多还是加少，活动部的上升距离也就是压簧的被压缩量也是恒定的，故咖啡受到的压力最终也是恒定的。
综上，采用以上结构的咖啡机酿造单元的顶头与现有技术相比，具有以下优点：
上述结构实质上实现了一个功能，就不管咖啡粉量是加多还是加少都能确保咖啡粉在冲泡时受压恒定、咖啡粉压实程度一致，这样，既保证了咖啡冲泡口感的稳定和质量，又避免了现有技术中无法压实、或压得过紧甚至酿造器无法闭合的窘况，延长了结构的使用寿命。
作为改进，活动部固定有出液管道的首端接头，固定部固定有出液管道的末端接头，两个接头经柔性过渡管段连接；这样，确保活动部和固定部相对运动时，又使得出液管道整体不漏液，顺畅工作。
作为再改进，首端接头上设有一个压力阀，末端接头上设有出液软管；这样，当酿造腔进水压力增大到规定值后会顶开压力阀出咖啡，而末端接头上套合的出液软管便于用杯子接咖啡。
防止活动部和固定部脱离的限位装置优选为：活动部包括外筒侧壁和底板，固定部包括内筒侧壁和隔板，活动部套合在固定部外；活动部底板上固定有导向柱，固定部隔板设有导向孔，导向柱顶部穿过导向孔且导向柱顶部旋合有螺钉，螺钉头部下方的垫片直径大于导向孔孔径；压簧套合在导向柱上且压簧两端分别与活动部底板和固定部隔板抵靠。上述限位装置，首先实现了对活动部的限位，防止活动部在重力作用下脱落，而且，导向孔的导向柱的设计进一步提高了导向性，使得活动部相对固定部升降更加稳定可靠；况且，上述结构装配十分方便，将导向柱插入导向孔后旋入螺钉即可快速完成装配；甚至，该导向柱的存在，解决了压簧的安装问题，使得压簧安装位置合理稳固，确保压簧能持续工作，降低故障率；综上，上述结构完美整合了导向、限位防掉落和安装压簧的功能。
限定活动部上升距离的装置优选为：活动部的外筒侧壁上固定有用于触发行程开关的压块，这样，每次活动部上升到固定高度就会按压行程开关，形成电信号，去切断升降装置的电路，确保活动部上限位置的精确，且保证了活动部到达上限位置后制动效果灵敏。
限定活动部上升距离的装置另一优选为：活动部的外筒侧壁内凸有一圈用于与固定部的内筒侧壁下边缘抵靠的环形限位台阶；这样，每次活动部上升到某个固定高度，活动部的环形限位台阶就会与固定部内筒侧壁下边缘抵死；上述方法结构简单，功能稳定可靠，对活动部限位精准。
作为进一步改进，固定部设有平衡阀体，活动部底板上设有平衡阀芯，平衡阀芯滑动配合在平衡阀体的阀腔内；出液管道的末端接头为三通接头，其中两个口分别与柔性过渡管段和出液软管连通；平衡阀体设有用于连通大气与阀腔的进气口和用于连通阀腔与出液管道末端接头第三口的排气口；平衡阀芯压缩时进气口和排气口断开，平衡阀芯回弹时进气口和排气口连通。
上述结构的工作过程为，咖啡酿造时，酿造器上升压缩顶头的活动部，进而压缩平衡阀芯压缩，此时，进气口与排气口断开，冲泡的咖啡沿着顶头内的出液管道正常排出；而冲泡过程结束后，升降装置驱动酿造器下降复位，失去酿造器的挤压，顶头内的平衡阀芯在压簧作用下回弹，使得进气口和排气口连通，外界大气与出液管道连通。上述结构实质上实现了一个功能，即冲泡完成后，酿造器下降的过程中，外界空气经进气口、阀腔、排气口与出液管道连通，这就消除了出液管道末端和出液软管内的负压，使得滞留在上述管道内的咖啡余液顺利排出，避免滞留的余液在下一次冲泡过程中与新冲泡的咖啡混杂而影响口感和用户体验。
作为又进一步改进，平衡阀芯上设有用于连通阀腔和酿造腔的泄压管道，平衡阀芯压缩时进气口和泄压管道断开，平衡阀芯回弹时进气口和泄压管道连通；这样，冲泡完成后酿造器下降的过程中，平衡阀芯回弹，进气口和泄压管道连通，外界空气经进气口、阀腔、泄压管道进入酿造腔，从而破坏酿造腔的封闭，使得升降装置下拉酿造器的过程平顺省力方便，而且施力均匀稳定，增强升降结构的工作稳定性和使用寿命。
作为进一步优选，平衡阀体的阀腔包括直径依次增大的上腔、中腔和下腔，排气口与上腔连通，进气口与下腔连通，平衡阀芯依次套合有用于与上腔密封的上密封圈、用于与中腔密封的中密封圈和用于与下腔密封的下密封圈，泄压管道入口位于上密封圈和中密封圈之间；这样，当平衡阀芯受压时，上密封圈封住上腔、中密封圈封住中腔，将进气口、排气口和泄压管道相互断开，而平衡阀芯回弹后，上密封圈位于中腔密封失效、中密封圈位于下腔密封失效，使得进气口、排气口和泄压管道均连通，同步整合了排除余液和破坏酿造腔密封的两个功能。上述结构简单，装配方便，而且工作性能稳定。
附图说明
图1是本发明咖啡机酿造单元的顶头安装在咖啡机上的结构示意图。
图2是本发明咖啡机酿造单元的顶头沿导向柱所在平面的半剖视结构示意图。
图3是本发明咖啡机酿造单元的顶头的爆炸结构示意图。
图4是本发明咖啡机酿造单元的顶头在平衡阀芯压缩时沿平衡阀体所在平面的半剖视结构示意图。
图5是本发明咖啡机酿造单元的顶头在平衡阀芯回弹时沿平衡阀体所在平面的半剖视结构示意图。
图中所示1、固定部，1.1、内筒侧壁，1.2、隔板，2、活动部，2.1、外筒侧壁，2.2、底板，3、上滤网，4、压簧，5、出液管道，5.1、首端接头，5.2、末端接头，5.3、柔性过渡管段，6、导向柱，7、螺钉，7.1、垫片，8、压块，9、环形限位台阶，10、支架，11、行程开关，12、下密封圈，13、出液软管，14、平衡阀体，15、平衡阀芯，16、进气口，17、排气口，18、泄压管道，19、上腔，20、中腔，21、下腔，22、上密封圈，23、中密封圈，24、排气软管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明咖啡机酿造单元的顶头，它包括固定部1和活动部2。固定部1安装在咖啡机的支架10上。
固定部1与活动部2相互套合且固定部1与活动部2之间设有防止两者脱离的限位装置，具体的说，活动部2包括外筒侧壁2.1和底板2.2，固定部1包括内筒侧壁1.1和隔板1.2，活动部2套合在固定部1外；活动部2底板2.2上固定有导向柱6，固定部1隔板1.2设有导向孔，导向柱6顶部穿过导向孔，导向柱6与导向孔间隙配合，且导向柱6顶部设有螺纹孔，螺纹孔内旋合有螺钉7，螺钉7头部下方的垫片7.1直径大于导向孔孔径，当然，也可以不采用垫片7.1而是螺钉7头部直接比导向孔大。
当然，上述结构还可以是固定部1大而活动部2小，活动部2套入固定部1内。上述限位装置还可以采用其它结构，如活动部2的外筒侧壁2.1内侧设有翻边，固定部1内筒侧壁1.1外设有限位凸起，通过限位凸起和翻边相互抵靠避免活动部2脱离；或者将固定部1内筒侧壁1.1设置成上小下大的锥面，而活动部2的外筒侧壁2.1内侧设翻边，通过翻边卡住锥面的大头防止活动部2脱离；等等。
固定部1和活动部2之间设有压簧4；即压簧4套合在导向柱6上且压簧4两端分别与活动部2底板2.2和固定部1隔板1.2抵靠。
活动部2的底板2.2固定有上滤网3。
该顶头还包括用于限定活动部2上升距离的装置，如活动部2的外筒侧壁2.1上固定有的压块8，而咖啡机的支架10上固定有行程开关11，一旦活动部2上升到固定高度，压块8就会按压到行程开关11，进而关闭升降机构，从而固定活动部2最终的上限位置。当然，限定活动部2上升距离的装置还可以是：活动部2的外筒侧壁2.1内凸有一圈用于与固定部1的内筒侧壁1.1下边缘抵靠的环形限位台阶9；甚至最简单的在固定部1的内筒侧壁1.1外设置一个凸块，当活动部2外筒侧壁2.1上边缘抵到凸块后就达到上限位置。
活动部2底板2.2固定有出液管道5的首端接头5.1，固定部1固定有出液管道5的末端接头5.2，两个接头经柔性过渡管段5.3连接。首端接头5.1上设有一个压力阀，末端接头5.2上设有出液软管13。当然，出液管道5还可以直接采用一根完整的软管，该软管下端固定在活动部2的底板2.2而上端直接伸出固定部1即可。
固定部1设有平衡阀体14，活动部2底板2.2上设有平衡阀芯15，平衡阀芯15滑动配合在平衡阀体14的阀腔内；出液管道5的末端接头5.2为三通接头，末端接头5.2第一口与柔性过渡管段5.3连通，第二口与出液软管13连通。平衡阀体14设有用于连通大气与阀腔的进气口16和用于连通阀腔与出液管道5末端接头5.2第三口的排气口17。具体的说，排气口17经排气软管24与末端接头5.2第三口连通。
平衡阀芯15压缩时进气口16和排气口17断开，平衡阀芯15回弹时进气口16和排气口17连通。
平衡阀芯15上设有用于连通阀腔和酿造腔的泄压管道18，平衡阀芯15压缩时进气口16和泄压管道18断开，平衡阀芯15回弹时进气口16和泄压管道18连通。
更具体的说，平衡阀体14的阀腔包括直径依次增大的上腔19、中腔20和下腔21，排气口17与上腔19连通，进气口16与下腔21连通，平衡阀芯15依次套合有用于与上腔19密封的上密封圈22、用于与中腔20密封的中密封圈23和用于与下腔21密封的下密封圈12，泄压管道18入口位于上密封圈22和中密封圈23之间。

Claims (7)

1.一种咖啡机酿造单元的顶头，顶头内部设有出液管道（5），其特征在于：它包括固定部（1）和活动部（2），活动部（2）上固定有上滤网（3），固定部（1）与活动部（2）相互套合且固定部（1）与活动部（2）之间设有防止两者脱离的限位装置，固定部（1）和活动部（2）之间设有压簧（4）；该顶头还包括用于限定活动部（2）上升距离的装置；
活动部（2）包括外筒侧壁（2.1）和底板（2.2），固定部（1）包括内筒侧壁（1.1）和隔板（1.2），活动部（2）套合在固定部（1）外；活动部（2）底板（2.2）上固定有导向柱（6），固定部（1）隔板（1.2）设有导向孔，导向柱（6）顶部穿过导向孔且导向柱（6）顶部旋合有螺钉（7），螺钉（7）头部下方的垫片（7.1）直径大于导向孔孔径；压簧（4）套合在导向柱（6）上且压簧（4）两端分别与活动部（2）底板（2.2）和固定部（1）隔板（1.2）抵靠；
固定部（1）设有平衡阀体（14），活动部（2）底板（2.2）上设有平衡阀芯（15），平衡阀芯（15）滑动配合在平衡阀体（14）的阀腔内；出液管道（5）的末端接头（5.2）为三通接头，其中两个口分别与柔性过渡管段（5.3）和出液软管（13）连通；平衡阀体（14）设有用于连通大气与阀腔的进气口（16）和用于连通阀腔与出液管道（5）末端接头（5.2）第三口的排气口（17）；平衡阀芯（15）压缩时进气口（16）和排气口（17）断开，平衡阀芯（15）回弹时进气口（16）和排气口（17）连通。
2.根据权利要求1所述的咖啡机酿造单元的顶头，其特征在于：活动部（2）固定有出液管道（5）的首端接头（5.1），固定部（1）固定有出液管道（5）的末端接头（5.2），两个接头经柔性过渡管段（5.3）连接。
3.根据权利要求2所述的咖啡机酿造单元的顶头，其特征在于：首端接头（5.1）上设有一个压力阀，末端接头（5.2）上设有出液软管（13）。
4.根据权利要求1所述的咖啡机酿造单元的顶头，其特征在于：活动部（2）的外筒侧壁（2.1）上固定有用于触发行程开关（11）的压块（8）。
5.根据权利要求1所述的咖啡机酿造单元的顶头，其特征在于：活动部（2）的外筒侧壁（2.1）内凸有一圈用于与固定部（1）的内筒侧壁（1.1）下边缘抵靠的环形限位台阶（9）。
6.根据权利要求1所述的咖啡机酿造单元的顶头，其特征在于：平衡阀芯（15）上设有用于连通阀腔和酿造腔的泄压管道（18），平衡阀芯（15）压缩时进气口（16）和泄压管道（18）断开，平衡阀芯（15）回弹时进气口（16）和泄压管道（18）连通。
7.根据权利要求6所述的咖啡机酿造单元的顶头，其特征在于：平衡阀体（14）的阀腔包括直径依次增大的上腔（19）、中腔（20）和下腔（21），排气口（17）与上腔（19）连通，进气口（16）与下腔（21）连通，平衡阀芯（15）依次套合有用于与上腔（19）密封的上密封圈（22）、用于与中腔（20）密封的中密封圈（23）和用于与下腔（21）密封的下密封圈（12），泄压管道（18）入口位于上密封圈（22）和中密封圈（23）之间。
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