CN1575706A - 一种咖啡机水罐的过滤筒 - Google Patents

Abstract

一种咖啡机水罐的过滤筒，包括带有两侧的构成两个入口的多个槽状开口的壳体。过滤筒的壳体包括可使水软化的离子交换树脂。壳体的底部包括中心出口。壳体的内部设置了多个挡板，增加出口和入口之间的水流道的长度。壳体包括上部和下部，互相密封固定。挡板基本沿纵向延伸，交替固定到上和下壳体部分。水道设置在上壳体部分和固定到下壳体部分的挡板之间，以及下壳体部分和固定到上壳体部分的挡板之间。本发明的过滤筒，因为在入口和出口之间有通过离子交换树脂的长流道，空间要求不大并具有高效率。

Description

一种咖啡机水罐的过滤筒

技术领域

本发明涉及一种咖啡机水罐的过滤筒，包括适合容纳过滤介质的壳体，并具有至少一个位于过滤筒底部的入口和位于过滤筒底部的出口。多个间隔开的挡板位于壳体的内部，可增加入口和出口之间水流道的长度。

背景技术

这样的过滤筒用于软化咖啡机水罐中的水和用于调制咖啡饮料。软化水的介质，比如可使用离子交换树脂。当软化介质耗尽，即显示出不断减少的软化效果时，过滤筒应当进行更换。

德国专利DE 197 17 054公开了一种带有本文所涉及种类的过滤筒的水罐。可更换地位于水罐内部的过滤筒一般是圆柱形，包括位于底部的水入口。空腔从入口向上延伸，构成水通道。此外，在过滤筒内部设有从筒顶部到底部的中心通道，通到过滤筒的出口。这样的设计可保证水流向上，即从底部到顶部，通过含有过滤介质的腔，以便防止挤压过滤床层，导致过滤阻力增加和形成通道。

专利文献EP 0 965 129公开了一种清洁流体的装置，包括多个圆柱形筒。根据该文献的图1所显示的实施例，其代表了那个时期的现有技术，4个筒通过一对板结合成筒单元。该对板设有传输通道，各个筒通过传输通道流体连通，从入口流入的水可连续地通过4个筒流到出口。入口和出口都位于顶部。此外，文献中公开的实施例中的水总是以相同的方向，即从顶部到底部，流过特定的筒。

德国专利文献DE 30 14 493 A1公开了带有水罐的过滤咖啡机，包括位于水罐底部的过滤筒。过滤筒的外形适合于特定的水罐，其中使用和充有包括离子交换树脂、活性炭颗粒和杀菌添加剂的过滤介质。在一些公开的过滤筒的实施例中，显示出挡板位于入口和出口之间，以增加水保持在过滤筒中的时间。但是，在所有的这些实施例中，挡板沿水平方向延伸，导致随着流动阻力增加和形成通道，具有床层形成和床层压缩的危险。涉及到过滤筒中的过滤介质的使用，这些最后导致效率下降。此外，在所有的实施例中，入口位于过滤筒的顶部。这样带来的缺点是只有在过滤筒的形状与水罐的形状完全配合，过滤筒的外面和水罐的内面之间没有静区的情况下，水罐才能完全排空。

专利文献US 417 070 A公开了一种过滤器，具有内部的垂直延伸的挡板，以增加水流道的长度。在这种情况下，入口也是位于过滤器的顶部，造成上面讨论过的缺点。另外，水必须经三个流道沿其路径从入口流到出口，其中两个流道是从上到下的。

最后，专利文献US 6,387,260 B1公开了一种清洁流体的过滤装置。过滤装置包括容器可从顶部插入的主罐。容器的底部设有容纳过滤筒的凹进部分。圆柱状的过滤筒包括中心的管状通道，其上端开口通到空腔。过滤筒的底部设有孔，待清洁的流体通过孔流入容器。一旦流入容器的水达到某个水位，在该水位的流体超过过滤筒的空腔，清洁过程开始，遵循物理定律，水流经过滤筒，通过中心管状通道离开过滤筒，向下流入主罐。从而水连续流入过滤筒直到上容器清空，主罐充满清洁的水。

发明内容

根据德国专利DE 30 14 493A提供的现有技术，本发明的目的是提出一种改进的过滤筒，通过对过滤筒内的过滤介质优化使用，可提高效率，同时保持了比较小的尺寸。

本发明的另一目的是提供改进的过滤筒，其避免了筒内部的床层形成和床层压缩。

本发明的另一目的是提供改进的过滤筒，当其插入水罐时，不会很大地减少水罐的可用水量。

为了满足这些和其他的目的，本发明提出了一种咖啡机水罐的过滤筒，包括适合容纳过滤介质的壳体和具有至少一个位于所述过滤筒底部的入口和位于所述过滤筒底部的出口。

多个间隔开的挡板位于壳体内，可增加所述入口和出口之间的水流道的长度。

壳体包括上壳体部分和下壳体部分，所述挡板交替固定到上和下壳体部分并基本沿垂直方向延伸。

第一多个水流道设置在所述上壳体部分和固定到所述下壳体部分的挡板之间，第二多个水流道设置在下壳体部分和固定到所述上壳体部分的所述挡板之间。

由于挡板基本垂直地延伸，并交替地固定到所述壳体的上部和所述壳体的下部；还由于水流道设置在各挡板和上下壳体部分之间，床层形成和床层压缩的危险基本得到避免。在过滤筒的底部设置入口带来另外的优点，即，水从底部向顶部流过受到各挡板限制的第一腔，基本上整个过滤筒可插入的水罐的内部都得到利用。

附图说明

下面将通过参考附图，进一步介绍根据本发明的过滤筒的实施例，附图中，

图1是过滤筒的透视图，其中上部向上脱开；

图2显示了图1过滤筒的截面图；和

图3显示了图1的过滤筒的纵向截面图。

具体实施方式

整体用标记1表示的过滤筒适合插入咖啡机的水罐中，图1中未显示咖啡机及其水罐。图1显示了过滤筒的透视图，而图2显示了截面图，图3是过滤筒的纵向截面图。

过滤筒1包括壳体2，其具有下部分2a和上部分2b。上部分2b在图1中显示出相对下部分2a脱开一段距离，在初始安装时上部分可密封固定到下部分2a，最好通过粘接和焊接。应当知道，也可采用其他可释放的连接如卡接，螺纹连接或类似方式。壳体2的下部分2a包括多个侧向入口3，其具有槽状开口，位于两个侧向端表面。通常在壳体2的下部分2a的底部中央设置圆柱形出口4。出口4可设置止回阀(未显示)，当过滤筒1插入水罐(未显示)时打开。为了防止尘埃微粒以及颗粒状离子交换树脂(未显示)从过滤筒1排出，出口4设置了多孔材料制成的过滤件12。此外，在出口4的外侧还设置了O形垫圈5，以保证水罐(未显示)的出水口和过滤筒1之间有紧密连接。

壳体2的上部分2b和壳体2的下部分2a都设有多个具有间隔壁形状的挡板6a，6b；7a，7b，7c，7d。这些挡板6a，6b；7a，7b，7c，7d在壳体2的整个内部宽度上延伸，形成多个腔。设置在壳体2下部分2a的挡板7a，7b，7c，7d未完全延伸到壳体2的下部分2a的顶部，导致在各种情况下都留有间隙10，11，水可以通过间隙从一个腔经过特定的挡板7b，7d流动到过滤筒1的相邻腔。设置在上部分2b的挡板6a，6b的尺寸加工成，当上壳体部分2b固定到下壳体部分2a时，未完全延伸到下壳体部分2a的底部，导致在各种情况下都形成间隙，水可以从一个腔经过特定的挡板6a，6b流入到过滤筒1的相邻腔。

下壳体部分2a的侧壁设有槽9a，9b，适合分别容纳和引导设置在上壳体部分2b的挡板6a和6b。特别地，这些槽9a，9b还可保证挡板6a，6b侧面密封，因此，避免了流体短路，否则水可从侧面流过挡板6a，6b，降低了过滤筒1的作用。

通过侧面入口3进入过滤筒1的水从底部到顶部流过第一腔，然后进入第二腔，从顶部流到底部；在第三腔，水再次从底部流到顶部；通过开口在出口4的中心第四腔时，水还是从顶部流到底部。通过四个腔水从特定的入口3流到出口4，两个腔显示出水向上流动，其余的两个腔显示出水向下流动。通过设置总共6个挡板6a，6b；7a，7b，7c，7d，过滤筒1的内部分成7个腔。从两个侧面入口3流到中心出口4的水必须流过过滤筒1内部比较长的路径。通过这样设计，水在过滤筒1内部的滞留时间比较长，因此，可避免在过滤材料中形成所谓的床层，导致最佳地利用过滤筒内的离子交换树脂，当进行水软化时有最佳的效率。

过滤筒1内从左入口(见图3)流动到中心出口4的水流在图3中用带箭头的线W表示。由于入口3设置在过滤筒1的底部，水罐(未显示)可通过过滤筒1基本上完全排空，即使在过滤筒的形状与所使用的水罐的形状不配合的情况下也如此。此外，使用根据本发明的过滤罐1基本上不会减少水罐的内部可用空间。

应当知道，挡板6a，6b；7a，7b，7c，7d的数量、设计和位置可与附图中和前面介绍的实施例中的不同。

在固定上壳体部分2b之前，过滤筒1的内部充满用于软化水的颗粒状离子交换树脂，基本上到达下壳体部分2a的挡板7a，7b，7c，7d的上沿。为了防止离子交换树脂颗粒通过槽状开口10，11从一个过滤筒腔移动到相邻腔，上壳体部分2b设置了水可渗透的阻挡件8a，8b，8c，8d，其具有梳状件形式。当上壳体部分2b固定到下壳体部分2a时，这些梳状件8a，8b，8c，8d朝设置在下壳体部分2a的挡板7a，7b，7c，7d的上沿延伸到槽状开口10，11。最好在特定挡板7a，7b，7c，7d的上沿和梳状件8a，8b，8c，8d的下端之间留有小间隙，使水可通过间隙流动，但树脂颗粒不能移动。图2的截面图显示出一个梳状件8b。

构成侧向入口3的槽状切口的有效宽度和梳状件8a，8b，8c，8d的间隙的宽度都设置成小于树脂颗粒的统计平均外径，最好小于X-σ，其中X是颗粒直径的算术平均值，σ是标准偏差。通过这样设计，可保证树脂颗粒既不能通过槽状入口开口3排出，也不能从腔中通过相关的梳状件进入相邻的腔。

壳体2的上壳体部分2b设置了用于固定把手(未显示)的机械界面15，把手设有对应的机械界面。界面15包括可与弹性支腿接合的槽，弹性支腿的端部有凸轮件并成为把手(未显示)的部件。当过滤筒1插入水罐中，这样的把手可从过滤筒1上取下。为了从水罐中取出过滤筒1，把手从顶部接合到机械界面15，并通过施加很轻的向下压力固定到界面，其中支腿的凸轮卡入界面15的槽中。然后，可容易地将过滤筒1从水罐中拉出。

过滤筒1最好设计成可一次性使用的单元。但是，如果上壳体部分2b可释放地固定到下壳体部分2a，就可以更换耗尽的离子交换树脂，通过这样的方式，过滤筒可使用多次。另一个可能是使耗尽的离子交换树脂颗粒再生。

根据本发明的过滤筒要求相对较少的空间。但是，通过设置如前面介绍的和图示类型的挡板，水必须通过较长的路径从入口3经过离子交换树脂流到中心出口4。因此，水在过滤筒内部的滞留时间增加并提高了效率。过滤罐的高度低具有的优点是，一般可完全浸入水罐内的水中，从而可以完全充满水。当关注卫生条件时，这样非常有优越性，与现有技术的过滤筒相比，现有技术的一些过滤筒延伸超过水罐的整体高度，从而大部分时间不能完全浸入水中。此外，很大程度上避免了床层形成和所谓的床层压缩，水罐的可用内部空间不会降低到值得关注的程度。根据本发明的过滤筒还有另外的优点，其设计简单并且制造成本很低。具体地，离子交换树脂的充填非常容易，因为充填过程可在固定上壳体部分2b到下壳体部分2a之前进行。

Claims (9)

1.一种咖啡机水罐的过滤筒，包括壳体，适合容纳过滤介质和具有至少一个入口和出口，所述出口位于所述过滤筒的底部；和多个位于所述壳体内间隔开的挡板，可增加所述至少一个入口和出口之间的水流道的长度；其特征在于，所述壳体包括上壳体部分和下壳体部分，所述挡板交替固定到所述上和下壳体部分，并基本沿垂直向延伸，第一多个水流道设置在所述上壳体部分和固定到所述下壳体部分的所述挡板之间，第二多个水流道设置在所述下壳体部分和固定到所述上壳体部分的所述挡板之间，所述至少一个入口位于所述过滤筒的底部。

2.根据权利要求1所述的过滤筒，其特征在于，所述上壳体部分设置了朝固定到所述下壳体部分的所述挡板上沿延伸的水可渗透的阻挡件。

3.根据权利要求1所述的过滤筒，其特征在于，所述过滤筒设置一个中心出水口和两个侧面入水口。

4.根据权利要求3所述的过滤筒，其特征在于，至少三个垂直延伸的挡板设置在一个所述入水口和所述中心出水口之间。

5.根据权利要求1所述的过滤筒，其特征在于，所述下壳体部分的侧壁内设置了与固定到所述上壳体部分的所述挡板接合的槽。

6.根据权利要求1所述的过滤筒，其特征在于，从所述过滤筒底部直到固定到所述下壳体部分的所述挡板的上边充满过滤介质。

7.根据权利要求1或6所述的过滤筒，其特征在于，所述过滤筒包含颗粒状过滤介质，所述入口开口由槽状开口构成，宽度小于过滤介质颗粒的统计平均外径，最好小于X-σ，其中X是颗粒直径的算术平均值，σ是标准偏差。

8.根据权利要求1所述的过滤筒，其特征在于，所述出口设置了多孔过滤件。

9.根据权利要求1所述的过滤筒，其特征在于，所述上壳体部分设置了机械界面，可容纳设有对应机械界面的把手。