CN108261081B - 咖啡机的酿造核心 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种咖啡机的酿造核心，它包括支架、顶头、酿造器、进水管和滚珠丝杠副；滚珠丝杠副安装在支架上，酿造器设有开口朝向顶头的酿造腔，落粉口位于酿造器开口附近，酿造腔内设有活动滤板，进水管与酿造器固定，顶头内设有出液管道；酿造器与支架固定，顶头与滚珠丝杠副的滑动部固定。该咖啡机的酿造核心能有效避免进水管与酿造器连接处漏水。

Description

咖啡机的酿造核心
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的酿造核心。
背景技术
咖啡机的酿造核心是咖啡机用来冲泡咖啡的核心构件，酿造核心多为竖向设置，但出于节省空间、缩小体积、简化整机结构的考虑，也开始出现横向布设的酿造核心，即该核心的各个主要构件均为横向分布及横向运动的。而本申请所涉及的就是这种横向的酿造核心。
现有技术的酿造核心包括与咖啡机支架固定的顶头、安装在顶头上的动力驱动部件以及由驱动部件驱动的酿造器，动力驱动部件一般为由电动机驱动的横向的滚珠丝杠副，酿造器与滚珠丝杠副的滑块固定，酿造器内设有向顶头开口的酿造腔，酿造腔内设有活动滤板，该活动滤板也是由滚珠丝杠副驱动的，而在酿造器内、活动滤板的后方设有进水管，该进水管由电磁阀控制通断；酿造器开口附近设有竖向的落粉口，顶头后部设有固定滤板，顶头内设有出液管道。
先统一方向概念，在现有技术中，靠近顶头的方向为前而远离顶头的方向为后。现有技术咖啡机的横向酿造核心的工作过程为：丝杠经滑块驱使酿造器和活动滤板同步向顶头前进，直至到达接粉工位，咖啡粉从落粉口落入酿造腔，酿造器及活动滤板继续前进，使得咖啡粉被压实在活动滤板与固定滤板之间，再打开电磁阀，进水管进水冲泡咖啡，冲泡过程完成后，同步回退活动滤板和酿造器，最后由驱动装置单独驱动活动滤板反向前进，将咖啡粉残渣推出酿造器。
现有技术的咖啡机的酿造核心存在以下缺陷：首先，酿造时需要较大的进水压力，故进水管与酿造器连通处会承受较大的水压，而酿造器又是活动的，故进一步增大了该连接处的漏水概率；而且，正是由于存在该位置的漏水隐患，故需要专门在进水管配备电磁阀来控制其通断，而电磁阀的存在增加了该酿造核心的成本和体积；再次，该酿造核心的酿造过程需要由丝杠控制酿造器前进抵住顶头、酿造器回退、活动滤板前进推粉等三个动作，故整个机构的行程较长，冲泡准备期长，冲泡速度慢，且控制行程的滚珠丝杠也较长，使得整机体积较大；再次，上述的酿造器前进到达加粉位置、活动滤板前进将咖啡粉抵紧、酿造器后退、活动滤板推粉等过程均需要设置行程开关来实现控制，故该酿造核心的行程开关较多，进一步增大了制造成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种能有效避免进水管与酿造器连接处漏水的咖啡机的酿造核心。
本发明的技术解决方案是，提供一种咖啡机的酿造核心，它包括支架、顶头、酿造器、进水管和滚珠丝杠副；滚珠丝杠副安装在支架上，酿造器设有开口朝向顶头的酿造腔，落粉口位于酿造器开口附近，酿造腔内设有活动滤板，进水管与酿造器固定，顶头内设有出液管道；酿造器与支架固定，顶头与滚珠丝杠副的滑动部固定。
采用以上结构的咖啡机的酿造核心与现有技术相比，具有以下优点：该酿造核心将酿造器设置成固定的，而将顶头设置成移动的，这样，出于酿造需要，压力较大的进水管与酿造器的连通处也自然就是固定不动的了，故便于进行密封处理，极大程度降低了该位置的漏水概率，有效提高了该酿造核心的工作稳定性和使用寿命。
作为优选，滚珠丝杠副由导向套、导向杆、滑套和由电动机带动的丝杠构成，导向杆与支架固定，丝杠安装在支架上，导向套和滑套分别固定在顶头两侧，导向套与导向杆滑动配合，滑套与丝杠螺纹配合，这样，导向杆和丝杠分居顶头两侧，使得顶头运动更加平稳顺畅。
作为进一步优选，酿造腔的底板设过孔，活动滤板固定有联动杆，联动杆由过孔穿过底板，联动杆前端设有连杆，连杆上固定有联动套，联动套滑动配合在导向杆上，导向杆上套有第一压簧，第一压簧两端分别与导向套和联动套抵靠；导向套上设有凸块，联动套后段设有用于钩挂凸块的挂钩，支架上设有当活动滤板将咖啡残渣推出酿造器后用于抬升挂钩使得挂钩与凸块脱离的楔形块。上述结构的动作过程为：初始状态，第一压簧推移联动套，经连杆带动活动滤板使得活动滤板被前推靠近酿造器底板，酿造咖啡时，顶头及导向套向酿造器方向前进以压紧咖啡粉，此前进过程中第一压簧被压缩且当导向套前进到一定程度后导向套的凸块被联动套的挂钩勾住，顶头及导向套继续前进至彻底压实咖啡粉后进行冲泡，冲泡后顶头及导向套回退，而活动滤板经连杆、联动套、挂钩与导向套钩挂，故活动滤板会随着顶头同步后退，将冲泡后的咖啡渣向酿造器开口推移，而咖啡渣被推出酿造器后，顶头继续回退，联动套的挂钩会接触到支架的楔形块并被楔形块抬升，导致挂钩与导向套的凸块脱离，这样，联动套及活动滤板会在第一压簧作用下复位，重新回到酿造器底板附近，以等待下一次冲泡过程。由上述动态过程分析可知，上述挂钩与凸块相互钩挂的设计，仅仅利用同一段丝杠传动就实现了顶头回退及活动滤板推渣两个过程的联动，而没有另外增加新的驱动部件，这样，相比现有技术一段丝杠长度驱动酿造器回退另一段丝杠长度驱动活动滤板的方式，本申请的丝杠长度明显缩短，故整机体积较小，机构动作行程较短，冲泡准备期短，冲泡速度快；而且，推渣动作完成后，顶头继续前进一段距离后，自然会触碰到楔形块，实现活动滤板的复位，该过程通过钩挂、楔形块的相对位置自动触发，完全无需设置行程开关，降低了制造成本。
作为又一步优选，进水管末端设有按压式的单向阀，单向阀经一个销管与酿造器的酿造腔连接，销管设有前限位圈和后限位圈，销管内滑动配合有销子，销子外凸有限位环，销子上套有第二压簧，第二压簧弹力大于第一压簧，第二压簧两端分别与前限位圈和限位环抵靠，第二压簧撑开时销子后端插入酿造腔，销子被酿造腔内的活动滤板前推时销子前端顶开单向阀的阀芯；由于第二压簧弹力大于第一压簧，所以正常状况下，销子后端插入酿造腔内抵住活动滤板，使得活动滤板与酿造腔底板不接触，而酿造压粉时，顶头经咖啡粉将活动滤板压实在酿造腔底板上，销子也被前推顶开单向阀的阀芯，实现进水管向酿造器进水，也就是说，虽然进水管与酿造器连接处水压较大，但通过上述结构，仅仅依靠顶头前进的联动就实现了进水管的开闭，完全替代了电磁阀的功能，缩小了该酿造核心体积，降低了成本。
作为进一步优选，支架上可转动配合有一根联动轴，联动轴上固定有刮渣板，联动轴上外凸有一段螺纹，联动轴上套合有复位扭簧，滑套上设有用于拨动螺纹以带动联动轴转动进而实现刮渣的联动块；这样，当活动滤板将咖啡渣推到酿造器开口后，随着顶头及滑套回退，联动块也同步拨动联动轴的螺纹，使得联动轴带动刮渣板摆动，将咖啡渣刮掉，也就是说，在顶头回退过程中，刮渣板随之同步动作，而且，上述动作也无需增加新的驱动部件，即不会增大丝杠的长度，同样实现了缩小体积、缩短机构行程、缩短冲泡准备期、加快冲泡速度的功能，而且，上述刮渣动作也是通过滑套、联动轴螺纹等部件的相对位置来实现的，同样无需设置行程开关，同样能降低成本。
甚至对整个机构来说，加粉酿造时，只需要正向驱动电动机，直到前进到上限位置，即顶头将咖啡粉压实在酿造器的底板，电动机由于无法再前进，导致电动机的电路电流增大，则电动机就自动切换，逆向转动，回退顶头，进而自动退渣、刮渣，最后顶头回退到下限位置，被支架阻挡无法继续回退，同样导致电路电流增大，则电动机关闭，也就是说，咖啡酿造的全过程、包括压粉冲泡、推渣、刮渣等全部步骤，均无需设置任何的行程开关，而是根据电动机自身正反向实现各个步骤切换，故有效降低了该酿造核心的成本。
作为还进一步优选，出液管道包括依次连通的直管段和弯头段，直管段与顶头固定，弯头段与直管段固定，咖啡机的机架上固定有外套管，外套管内滑动套合有内套管，内套管前端外凸有卡环，外套管后端设有与卡环配合以限定内套管的限位卷边，内套管后端固定有用于与弯头段插接密封的锥形套，内套管外套合有第三压簧，第三压簧两端分别与锥形套和外套管抵靠；这样，完美的解决了顶头与支架相对运动时，出液管道的密封问题，具体的说，非酿造状态下，出液管道弯头段与锥形套不连接，但酿造时，随着顶头前进，弯头段与锥形套压紧连通且密封，由于内套管外第三压簧的存在，锥形套获得一定的回退行程，便于锥形套在不同位置与弯头段压紧密封，以适应顶头前进的不同行程，进而适应咖啡粉不同的加粉量。
附图说明
图1是本发明咖啡机的酿造核心去掉上半部支架后且挂钩与凸块不钩挂时的结构示意图。
图2是本发明咖啡机的酿造核心去掉上半部支架后且挂钩与凸块钩挂时的结构示意图。
图3是本发明咖啡机的酿造核心去掉上半部支架、顶头、导向套和滑套后的结构示意图。
图4是本发明咖啡机的酿造核心半剖开后的结构示意图。
图5是本发明咖啡机的酿造核心的正视局部剖视结构示意图。
图6是本发明咖啡机的酿造核心沿着与挂钩、凸块、楔形块垂直的方向剖开后的结构示意图。
图7是本发明咖啡机的酿造核心的刮渣板和联动轴的结构示意图。
图8是本发明咖啡机的酿造核心沿着与出液管道垂直的方向剖开后的结构示意图。
图中所示1、支架，2、顶头，3、酿造器，4、进水管，5、落粉口，6、活动滤板，7、出液管道，7.1、直管段，7.2、弯头段，7.3、外套管，7.4、内套管，7.5、卡环，7.6、限位卷边，7.7、锥形套，8、导向套，9、导向杆，10、滑套，11、丝杠，12、联动杆，13、连杆，14、联动套，15、第一压簧，16、凸块，17、挂钩，18、楔形块，19、单向阀，20、销管，21、前限位圈，22、后限位圈，23、销子，24、限位环，25、第二压簧，26、联动轴，27、刮渣板，28、复位扭簧，29、联动块，30、第三压簧，31、1/4螺纹。
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、图6、图7、图8所示，本发明咖啡机的酿造核心，它包括支架1、顶头2、酿造器3、进水管4和滚珠丝杠副。先统一一个方向概念，本申请中，靠近酿造器3的方向为前而靠近顶头2的方向为后。酿造器3与支架1固定，酿造器3设有开口朝向顶头2的酿造腔，也就是说，酿造器3朝后开口，落粉口5位于酿造器3开口附近，所述的附近是指，落粉口5位于酿造器的后部。
而滚珠丝杠副安装在支架1上，顶头2与滚珠丝杠副的滑动部固定。具体的说，滚珠丝杠副由导向套8、导向杆9、滑套10、丝杠11和电动机构成，电动机壳体和导向杆9均与支架1固定，丝杠11与一同步轮固定且丝杠11和同步轮均安装在支架1上，而电动机的输出轴经一根同步皮带与同步轮联动。导向套8和滑套10分别固定在顶头2两侧，导向套8与导向杆9滑动配合，滑套10与丝杠11螺纹配合。
酿造腔内设有活动滤板6，即酿造腔的底板设过孔，活动滤板6与联动杆12后端固定，联动杆12由过孔穿过底板，联动杆12前端固定有连杆13，连杆13上固定有联动套14，联动套14滑动配合在导向杆9上，导向杆9上套有第一压簧15，第一压簧15两端分别与导向套8和联动套14抵靠；导向套8上设有凸块16，联动套14后端设有用于钩挂凸块16的挂钩17，支架1上固定有楔形块18，当活动滤板6将咖啡残渣推出酿造器3开口后，与活动滤板6联动的联动套14的挂钩17触碰到楔形块18，继续行进时，挂钩17就会被楔形块18抬升而与凸块16脱离，进而导致活动滤板6与导向套8脱离，活动滤板6最终在第一压簧15作用下复位到酿造腔的底板附近。
进水管4与酿造器3固定，具体的说，进水管4末端设有按压式的单向阀19，该单向阀19的阀芯平时在复位压簧作用下抵紧阀面以关闭进水管4。单向阀19经一个销管20与酿造器3的酿造腔连接，该销管20与酿造器3为一体的，销管20设有前限位圈21和后限位圈22，销管20内滑动配合有销子23，销子23外凸有限位环24，销子23上套有第二压簧25，第二压簧25弹力大于第一压簧15，第二压簧25两端分别与前限位圈21和限位环24抵靠，第二压簧25撑开时销子23后端插入酿造腔，销子23被酿造腔内的活动滤板6前推时销子23前端顶开单向阀19的阀芯。也就是说，正常状态下，由于第二压簧25弹力更强，在第一压簧15作用下的活动滤板16抵在销子23后端而不与酿造器3底板接触，进水管4的单向阀19也是关闭的，但酿造时，顶头3经咖啡粉将活动滤板16压紧在酿造器3底板，前推销子23，使得销子23将单向阀19的阀芯顶开，进水管4进水。
顶头2内设有出液管道7；具体的说，出液管道7包括依次连通的直管段7.1和弯头段7.2，直管段7.1与顶头2固定，弯头段7.2与直管段7.1固定，当然出液管道7还包括外套管7.3和内套管7.4，但外套管7.3优选是固定在咖啡机的机架上，这样，酿造核心的支架1相对于咖啡机的机架实质上是一个独立的活动部件，支架1及酿造核心可以从咖啡机机架上拔出的。当然，外套管7.3也可以设计在酿造核心的支架1上，只是这样酿造核心就无法从机架上拔出而已。
而内套管7.4是滑动配合在外套管7.3内的，更确切的说，内套管7.4前端外凸有卡环7.5，外套管7.3后端设有与卡环7.5配合的限位卷边7.6，限位卷边7.6能限定内套管7.4后退的最终位置。内套管7.4后端固定有用于与弯头段7.2插接密封的锥形套7.7，锥形套7.7前小后大，内套管7.4外套合有第三压簧30，第三压簧30两端分别与锥形套7.7前端和外套管7.3后端抵靠。这样，酿造时，顶头2带动弯头段7.2前进插入锥形套7.7，完成整个出液管道7的连通密封，而酿造结束顶头2后退时又带动弯头段7.2与锥形套7.7脱离，况且该结构使得锥形套7.7具备一定行程和弹性，确保加入的各种份量的咖啡粉后弯头段7.2与锥形套7.7都可以实现密封连接。
支架1上还可转动配合有一根联动轴26，联动轴26上固定有刮渣板27，联动轴26上外凸有一段螺纹，联动轴26上套合有复位扭簧28，滑套10上设有用于拨动螺纹以带动联动轴26转动进而带动刮渣板27摆动以实现刮渣的联动块29。而复位扭簧28的作用是使得联动轴26向联动块29的方向周向摆动确保联动块29能触碰到联动轴26的螺纹，而本实施例中的螺纹就是一段1/4螺纹31，这样便于刮渣板27摆动幅度为90度。

Claims (3)

1.一种咖啡机的酿造核心，它包括支架(1)、顶头(2)、酿造器(3)、进水管(4)和滚珠丝杠副；滚珠丝杠副安装在支架(1)上，酿造器(3)设有开口朝向顶头(2)的酿造腔，落粉口(5)位于酿造器(3)开口附近，酿造腔内设有活动滤板(6)，进水管(4)与酿造器(3)固定，顶头(2)内设有出液管道(7)；其特征在于：酿造器(3)与支架(1)固定，顶头(2)与滚珠丝杠副的滑动部固定；
滚珠丝杠副由导向套(8)、导向杆(9)、滑套(10)和由电动机带动的丝杠(11)构成，导向杆(9)与支架(1)固定，丝杠(11)安装在支架(1)上，导向套(8)和滑套(10)分别固定在顶头(2)两侧，导向套(8)与导向杆(9)滑动配合，滑套(10)与丝杠(11)螺纹配合；
酿造腔的底板设过孔，活动滤板(6)固定有联动杆(12)，联动杆(12)由过孔穿过底板，联动杆(12)前端设有连杆(13)，连杆(13)上固定有联动套(14)，联动套(14)滑动配合在导向杆(9)上，导向杆(9)上套有第一压簧(15)，第一压簧(15)两端分别与导向套(8)和联动套(14)抵靠；导向套(8)上设有凸块(16)，联动套(14)后段设有用于钩挂凸块(16)的挂钩(17)，支架(1)上设有当活动滤板(6)将咖啡残渣推出酿造器(3)后用于抬升挂钩(17)使得挂钩(17)与凸块(16)脱离的楔形块(18)；
进水管(4)末端设有按压式的单向阀(19)，单向阀(19)经一个销管(20)与酿造器(3)的酿造腔连接，销管(20)设有前限位圈(21)和后限位圈(22)，销管(20)内滑动配合有销子(23)，销子(23)外凸有限位环(24)，销子(23)上套有第二压簧(25)，第二压簧(25)弹力大于第一压簧(15)，第二压簧(25)两端分别与前限位圈(21)和限位环(24)抵靠，第二压簧(25)撑开时销子(23)后端插入酿造腔，销子(23)被酿造腔内的活动滤板(6)前推时销子(23)前端顶开单向阀(19)的阀芯。
2.根据权利要求1所述的咖啡机的酿造核心，其特征在于：支架(1)上可转动配合有一根联动轴(26)，联动轴(26)上固定有刮渣板(27)，联动轴(26)上外凸有一段螺纹，联动轴(26)上套合有复位扭簧(28)，滑套(10)上设有用于拨动螺纹以带动联动轴(26)转动进而实现刮渣的联动块(29)。
3.根据权利要求1所述的咖啡机的酿造核心，其特征在于：出液管道(7)包括依次连通的直管段(7.1)和弯头段(7.2)，直管段(7.1)与顶头(2)固定，弯头段(7.2)与直管段(7.1)固定，咖啡机的机架上固定有外套管(7.3)，外套管(7.3)内滑动套合有内套管(7.4)，内套管(7.4)前端外凸有卡环(7.5)，外套管(7.3)后端设有与卡环(7.5)配合以限定内套管(7.4)的限位卷边(7.6)，内套管(7.4)后端固定有用于与弯头段(7.2)插接密封的锥形套(7.7)，内套管(7.4)外套合有第三压簧(30)，第三压簧(30)两端分别与锥形套(7.7)和外套管(7.3)抵靠。
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