CN1383367A - 咖啡制备机 - Google Patents
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Abstract
一种用于渗滤液制备机的渗滤液组,特别是用于蒸馏咖啡制备的一种渗滤液组,包括一具有适于接受一定剂量的粉末物质的内腔(3)、可水平平动的活动件(2)。该室与一可水平平动的活塞(4)和一固定活塞(5)配合,该一定剂量的粉末物质可由于所述平动而在这两个活塞之间受压缩。相应的丝杠(8、18)在相反方向上同时转动造成所述活动件(2)和所述活动活塞(4)分别在相反方向上同时平动。
Description
本发明涉及渗滤液自动制备机、特别是用于制备蒸馏咖啡的自动机器，尤其是涉及用于这样一种机器的渗滤液组。
某些种类的渗滤液制备机包括一渗滤液组，该渗滤液组包括一用来接受粉末物质的室和一对相对活塞，该对活塞深入该盒、压缩其间的粉末。合适导管供应制备渗滤液的热水，从而热水流过粉末，渗滤液收集后传送到机器外部。这类机器遇到的主要问题是如何进行压缩控制和在操作结束时处置废料，以使渗滤液组保持清洁，进行新的渗滤。
这类渗滤液组的一个例子在US-A-4 852 472中公开。在该渗滤液组中，用来接受磨碎咖啡的所述室由一轴向滑动圆筒的内腔构成。该圆筒与第一活动活塞相联，该第一活动活塞装配成当圆筒平动时与圆筒一起移动来压缩咖啡；在所述圆筒的一部分回程中保持该位置，排出咖啡废渣。第二活塞由于第一活塞的压缩作用可克服一弹簧的作用滑动一段短距离。过滤器的清洗由喷射水以与输入渗滤水类似的方式予以保证。
由于只须控制一个部件的运动，因此该渗滤液组简单，此外，咖啡废渣便于处置、过滤器便于清洗；但由于两活塞相对运动，因此粉末压缩度以及渗滤质量难以控制。
包括一可相对一对相对活塞运动的室的另一渗滤液组在BE-A 745939中公开，权利要求1的非特征句即基于该专利。在该专利公开的渗滤液组中，渗滤室形成在一有水平轴线的圆筒中，该圆筒用一对在同一方向上转动的丝杠相对第一固定活塞水平滑动。第一活塞位于圆筒腔中，在制备渗滤液时把该腔分成分别盛咖啡和添加成分如牛奶和/或糖的两室。第二活塞为一活动活塞，当圆筒达到行程一端时，驱动圆筒的同一对丝杠继续在相同方向上转动，使得第二活动活塞水平移动。第二活塞的移动造成它在圆筒腔内对着第一活塞压缩磨碎的咖啡。渗滤水从第一活塞输入，流过咖啡后进入盛添加成分的室，在该室中咖啡渗滤液用一混合器与所述成分混合。咖啡废渣可靠重力或一用来清洁过滤器的刀片排出。
由于咖啡在由本身驱动装置驱动的一活塞与一固定活塞之间压缩，因此压缩度得到良好的控制。但由于用同一对丝杠相继驱动圆筒和活动活塞并由于需用合适装置清洁过滤器，因此该现有装置的结构复杂。本发明的目的是提供一种渗滤液组，在该渗滤液组中，用非常简单的结构就可确保很好控制粉末压缩。
本发明渗滤液组包括：一活动件，该活动件有一个两端开口、可接受从输入装置供应的粉末物质的内腔；以及造成所述活动件相对一对相对活塞轴向平动的装置，其中一活塞为一与所述平动装置连接、从而轴向移动的活动活塞，另一活塞为一固定活塞，所述两活塞可与所述内腔配合，即与内腔壁密封啮合，从而限定一渗滤室，其活塞头上装有过滤器，由于所述活动件和所述活动活塞的平动，所述剂量的粉末物质在两活塞头之间受压缩。该渗滤液组的特征在于，所述平动装置包括第一和第二丝杠，它们分别与所述活动件和所述活动活塞相联、由一驱动件在相反方向上同时转动，从而造成该活动件和该活动活塞在相反方向上同时轴向平动。
为更好理解本发明，参见示出本发明优选实施例的附图，附图中：
图1为本发明渗滤液组的立体图；
图2-4为该渗滤液组第一实施例处于三个不同工作阶段的三个后视轴向剖面图；
图5-7同图2-4类似，但示出渗滤液组的第二实施例。
参见各附图，总的用标号1表示的本发明渗滤液组包括一水平活动件或室2，该水平活动件或室有一用来接受一定剂量磨碎咖啡或其他粉末物质的内腔3(可从图2-4看到)。也水平活动的第一活塞4和第二固定活塞5与该内腔配合，限定实际渗滤室。
一个由一电动机(未示出)驱动的丝杠8经一减速齿轮使得活动件2在导杆6、7上滑动，图2-4示出该减速齿轮的与丝杠8连成一体的端部齿轮9。丝杠8与套筒10内螺纹啮合，套筒10与一空心轴11连成一体，该空心轴11本身又固定在活动室2的壳体上。导杆6、7固定在一机架14上的支撑12、13中，丝杠8装在位于支撑13中的轴承15中(图2-4)。
活动室2的顶部有一个把来自储槽(未示出)中的脱咖啡因的磨碎咖啡输入渗滤室3的导管16，两侧有一对相对开口或导管17(附图中只可看到其中之一)用来输入来自侧部咖啡研磨机(也未示出)中的普通咖啡。
活动活塞4也可在导杆6、7上滑动，它由一丝杠18驱动，丝杠18的一端上有一齿轮19，齿轮19与驱动活动室2的丝杠8的齿轮9啮合，从而两丝杠在相反方向上同时转动，使得活动件2和活动活塞4在相反方向上同时平动。此外，丝杠18经与轴承15类似的轴承32受支撑13的支撑。
活动活塞4有一叶形壳体20，其中央部与一与丝杠18啮合的螺纹套筒21相联，而一对侧叶有供导杆6、7穿过的孔。壳体20经辐条22与活塞头23连接，活塞头23可密封配合在渗滤室3中。由一O形环24确保密封。
如图2-4所示，活塞头23的自由端上装有盘状咖啡过滤器25，活塞头23中有输入热水的轴向导管26，热水由比方说穿过支撑12的管子(未示出)供应。活塞头23包括两套接件23A、23B，其中，部件23A固定在辐条22上、可在部件23B上滑动，部件23B的端部上有过滤器25。过滤器25所在部位的直径比部件23B的其余部分大，从而形成一凸缘，该凸缘与部件23A的自由端一起界定O形环24的一个座。所述自由端的形状做成：所述自由端挤压O形环时造成O形环24径向膨胀。从FR-A 2 202 668公知的这种结构可使O形环24在进入腔3前保持非膨胀状态，从而避免由与腔3的口的摩擦造成的O形环磨损。一弹簧23C用来保持部件23A和23B的静止状态，在该静止状态下，O形环24不受力。
装在支撑12中的固定活塞5包括：一活塞头27，其自由端上装有一盘状咖啡过滤器28；以及一活塞杆29，活塞杆的整个长度上有一轴向导管30，渗滤液一旦制备好，该导管把渗滤液传送到渗滤液组1的外部。
在第一实施例中，活塞头27为一整件、密封配合在腔3中。由一O形环31确保密封。应该指出，腔3的纵向长度和丝杠8和18的行程长度使得O形环31始终保持在腔3内。此外，可通过调节行程长度来调节粉末的压缩度。
在图5-7所示实施例中，为了减小O形环31的磨损，与活动活塞4的活塞头23一样，固定活塞5的活塞头27包括两套接件27A、27B。部件27A与活塞杆29连成一体。部件27B可滑动地装在部件27A中克服一围绕导管30、布置在活塞杆29中形成的一个座内的弹簧33的作用。与活动活塞4活塞头23的部件23B一样，部件27B的装有过滤器28的直径扩大的部分，形成一凸缘，该凸缘与部件27A的自由端一起界定O形环31的一座。这一自由端的形状做成：当自由端挤压O形环31时，造成其径向膨胀，使得它在实际需要密封时紧附腔3的壁。此外，所述凸缘部中有第二密封圈，所述密封圈由一横截面呈长方形的环构成，在排出咖啡废渣时用来除去可能粘附在腔3的壁上的残留物。
在该实施例中，腔3的纵向长度和丝杠8、18的行程长度使得密封圈34始终保持在腔3内，在室2的行程结束时位于腔3的口处。
下面结合图2-4和5-7说明该渗滤液组的工作情况，这些附图示出在磨碎咖啡装料(图2和5)、最大压缩和渗滤(图3和6)以及排出咖啡废渣(图4和7)各阶段中该渗滤液组的不同部件的位置。举例说，假定不同部件在装料阶段的位置与相同部件在机器静止时的位置一致：因此，当开动机器时，开口16和17的位置始终与磨碎咖啡供应器的出口一致，从而无需先移动活动室2和活动活塞4。但是，显然，静止位置可与此不同，例如可与排出位置一致。
考虑第一实施例，图2-4示出，在装料阶段，活动室2和活动活塞4位于其行程的中间位置。特别是，活动室2所处位置使得固定活塞5的活塞头27在腔3内位于导管16、17出口与腔3正对支撑12的口之间，而活动活塞4的活塞头23的一部分插入腔3中，O形环24在腔3的口旁，但仍在腔3的口外。在该状态下，腔3形成一封闭渗滤室，一定剂量的咖啡可从导管16或17输入。
一旦输入所需剂量的咖啡，转动丝杠8、18，使得活动室以图3中箭头A的方向移动，同时活动活塞4移动，从而活塞头23在腔3内以图3的箭头B的方向滑动。这一阶段中，环24不膨胀，因此在插入腔中时环24既不与腔3的口接触，在其后移动时也不与腔壁接触。
同时，由于活动室2的移动，固定活塞的活塞头27与腔3正对支撑12的口之间的距离不断减小。在活动室2和活动活塞4的移动结束时，压缩组1的位置如图3所示。活动活塞的活塞头23与固定活塞5的活塞头27之间的距离最小，因此粉末受到最大压缩。
活塞头23接近最大压缩位置造成部件23A在部件23B上滑动并压缩弹簧23C。因此部件23A压靠部件23B端部凸缘，造成O形环24膨胀。O形环24的径向膨胀确保与腔3的内壁密封。达到最大压缩位置时O形环的膨胀也将最大。
固定活塞的活塞头27此时到达正对支撑12的渗滤室3的口。在此状态下，丝杠8、18停止转动，热水输入导管26。水流过过滤器25和经压缩的咖啡，然后渗滤液经过滤器28和导管30流出。
在所需的渗滤时间(可以任何合适方式设定)结束时，丝杠8、18重新转动，但与压缩阶段的转动方向相反：从而活动室2和活动活塞4分别以图4箭头C、D方向移动。在此移动过程中，两过滤器之间的距离一旦足够大，弹簧23C使得活塞头23的两部件返回静止位置，此时O形环24不接触腔3的壁。当丝杠8、18结束这一移动时，渗滤液组处于图4所示排出咖啡废渣的状态。活动活塞4靠近支撑13而整个位于腔3外，而活动室2靠近支撑12。固定活塞5的活塞头27位于远离支撑12的腔3的一端，过滤器28位于腔3外，从而咖啡废渣可在两相对活塞头23、27之间间隙靠重力落下。然后可使活动件2和活动活塞4返回图2所示位置，该机器可进行下一个新的周期。
在图5-7的实施例中，活动活塞4的工作情况当然不变。在装料阶段(图5)，弹簧33使部件27B与27A分开，从而O形环31不膨胀、不接触腔3的壁。然后，在活动件2和活动活塞4的移动过程中，在某一时刻活塞4的推力足以克服弹簧33的阻力，固定活塞活塞头的部件27B开始在固定件27A中滑动。因此O形环31开始径向膨胀。一旦到达最大压缩位置(图6)，O形环31确保与腔3的内壁完全密封。此时可把渗滤水输入机器。在排出阶段，当部件27B不再受到活动活塞头的部件23B的压力时，固定活塞头的部件27A、27B返回其静止位置。此外，活动室3在箭头C方向上移动时，密封圈34也除去粘附在室壁上的咖啡残渣。该移动结束时(图7)，过滤器28与上述一样位于腔外，从而咖啡废渣可在相对两活塞头23、27之间间隙靠重力落下。密封34位于腔口处，从而可把从腔壁上除下的咖啡残渣，如果有的话，带到该室外部。
以上说明清楚表明，由于同时开动活动室和活动活塞造成在一非常简单的结构内一完全受驱(不仅受牵引)的活塞与一固定活塞之间的配合，因此本发明可使压缩获得良好控制。此外，本发明确保该渗滤液组获得良好清洁。
应该指出，为简明起见，开动和停止驱动丝杠的电动机、把粉末物质定量输入渗滤室中和加热水的控制装置等均未示出。另一方面，所述装置也不受本发明影响，是本领域所属技术人员公知的。
显然，上述说明只是例示性而非限制性的；本领域普通技术人员提出的所有改变和修正都落在本发明范围内。
Claims (12)
1.一种用于从压缩的粉末物质制备渗滤液的机器的渗滤液组，该渗滤液组包括：一个活动件(2)，该活动件有一个纵向内腔(3)，该内腔两端开口、可接受经粉末物质输入装置(16、17)供应的一定剂量的所述粉末物质；以及造成所述活动件(2)相对一对相对活塞(4、5)轴向平动的装置(8、9、18、19)，其中一个活塞为一与所述平动装置(8、9、18、19)连接、从而轴向平动的活动活塞(4)，另一活塞为一固定活塞(5)，所述两活塞(4、5)可与所述内腔(3)通过与内腔壁密封啮合而配合，从而限定一渗滤液室，所述两活塞具有装有过滤器(25、28)的活塞头(23、27)，由于所述活动件(2)和所述活动活塞(4)的平动，所述剂量的粉末物质在两活塞头之间可被压缩，其特征在于：所述平动装置(8、9、18、19)包括分别与所述活动件(2)和所述活动活塞(4)相联的第一和第二丝杠(8、9)，该两丝杠通过一驱动件在相反方向上同时转动，从而造成该活动件(2)和该活动活塞(4)在相反方向上同时轴向平动。
2.按权利要求1所述的渗滤液组，其特征在于：所述平动装置(8、9、18、19)在一工作周期中使得所述活动件(2)和所述活动活塞(4)至少进行：
从粉末物质的装料位置到最大压缩位置的第一同时平动，在该装料位置上，活动活塞(4)的活塞头(23)位于所述内腔(3)的第一口相应处，固定活塞(5)的活塞头(27)在所述内腔(3)内所处第一口与第二口之间的中间位置使得所述粉末物质输入装置(16、17)把粉末物质输入两活塞的活塞头之间间隙中；在该最大压缩位置上，固定活塞(5)的活塞头基本上位于所述第二口相应处，活动活塞(4)的活塞头在所述室(3)内位于离所述固定活塞(5)的活塞头最小预定距离处；以及
从所述最大压缩位置到经压缩一定剂量物质废渣的排出位置的第二同时平动，在该排出位置上，与固定活塞(5)的活塞头(27)相联的过滤器(28)伸出所述第一口外，活动活塞(4)整个在所述内腔(3)外的距离使其活塞头(23)与固定活塞(5)的活塞头(27)之间形成一足以供经压缩的一定剂量物质废渣掉下的间隙，活动件(2)和活动活塞(4)的所述第二同时平动的方向分别与第一平动相反。
3.按权利要求1或2所述的渗滤液组，其特征在于：所述粉末物质输入装置(16、17)可交替输入第一或第二物质。
4.按权利要求3所述的渗滤液组，其特征在于：所述粉末输入装置(16、17)包括与所述内腔(3)的纵向轴线垂直、用来输入一定剂量的第一粉末物质的第一导管(16)和一对与所述轴线和所述第一导管(16)垂直、用来输入一定剂量的第二粉末物质的第二导管(17)。
5.按权利要求3或4所述的渗滤液组，其特征在于：所述第一粉末物质为脱咖啡因咖啡，所述第二粉末物质为普通咖啡。
6.按权利要求1所述的渗滤液组，其特征在于：所述活动活塞(4)具有一个与第二丝杠(18)啮合、经多个辐条(22)与所述活塞头(23)连接的壳体(20)；所述壳体(20)呈叶形，其一对叶可在相应的两平行导杆(6、7)上滑动，所述活动件(2)也与两平行导杆滑动啮合。
7.按权利要求2和6所述的渗滤液组，其特征在于：所述活动活塞(4)的活塞头(23)包括两个套接件(23A、23B)，该两套接件外表面的形状做成限定一个密封圈(24)的一个座，所述两部件(23A、23B)的套接和所述外表面的形状是这样，即，在所述第一平动过程中，当该密封圈在该内腔(3)内接近或位于两活塞(4、5)的活塞头(23、27)之间最小距离处时，所述两部件(23A、23B)中的第一个部件的端部挤压所述密封圈(24)并造成该密封圈径向膨胀。
8.按权利要求1和2所述的渗滤液组，其特征在于：所述固定活塞(5)有一个在一活塞杆(29)的整个长度上伸展、把制备成的渗滤液送到该渗滤液组外部的轴向导管(30)。
9.按权利要求2和8所述的渗滤液组，其特征在于：所述固定活塞(5)的活塞头包括外表面的形状做成限定一个密封圈(31)的一个座的两个套接件(27A、27B)，由于所述两部件的套接和所述外表面的形状，在所述第一平动过程中由于所述活动活塞(4)的活塞头(23)作用在所述两部件(27A、27B)中第一部件(27B)上的推力，所述两部件(27A、27B)中的第二个部件(27A)的端部在接近或位于两活塞(4、5)的活塞头(23、27)之间最小距离处时挤压所述密封圈(31)，造成该密封圈径向膨胀，从而使密封圈与所述内腔(3)的壁密封啮合。
10.按权利要求2和9所述的渗滤液组，其特征在于：所述固定活塞(5)的活塞头(27)的所述第一部件(27B)包括另一密封圈(34)，以在所述第二平动过程中除去粘附在所述壁上所述用过的粉末物质的残渣。
11.按权利要求10所述的渗滤液组，其特征在于：所述另一个密封圈(34)在所述部件(27B)上位于这样的位置，即，在所述排出位置上，它位于内腔(3)内基本上在所述第一口相应处。
12.按权利要求10或11所述的渗滤液组，其特征在于：所述另一个密封圈(34)具有基本上矩形的横截面。
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