CN212591731U - 旋转切割刀、研磨机构和手持磨豆机 - Google Patents

Abstract

旋转切割刀、研磨机构和手持磨豆机，刀本体包括基圆部，基圆部上设有若干凸出的刀头，所述刀头朝旋转方向的一侧沿径向设有若干用于刺碎咖啡豆的切割端。旋转切割刀水平设置于咖啡豆落入研磨刀具的行程中，其刀头的切割端迎向咖啡豆并将其刺碎。本实用新型的旋转切割刀可将咖啡豆刺碎成若干小块，便于后续的研磨；设于不同切割深度的若干切割端能依次刺入咖啡豆时，由于烘烤后的咖啡豆由于具有一定炭化性而易碎，可轻易地被粉碎；切割端外边缘的锋刃亦可将咖啡豆进一步切碎。

Description

旋转切割刀、研磨机构和手持磨豆机

技术领域

本实用新型涉及咖啡磨豆机械领域，具体地说是一种旋转切割刀、研磨机构和手持磨豆机。

背景技术

咖啡经烘焙研磨成粉的咖啡豆制成，深受人们欢迎。而在户外活动中，有时也会有饮用咖啡的需求，因而产生了用于户外现场制备咖啡的器具。然而由于户外条件受限，咖啡制备器具的要求、特点也和室内的有所不同。

户外制备咖啡同样需要研磨咖啡豆。而现有的手持型咖啡磨豆机很多为机械手摇式，其所磨出的咖啡颗粒会因为磨芯和手摇力的变化而不均一，无法满足极细研磨的要求(如意式咖啡机萃取，即需要细颗粒研磨)；且在操作过程中费力费时，也无法满足不同咖啡所要求的不同萃取方式。

手持式电动磨豆机则可减少变因和研磨用时，通过设定也可以根据冲煮方式和个人口味来调整颗粒的大小。现有的手持磨豆机大多采用陶瓷磨芯或刀片对咖啡豆进行粉碎，依旧存在以下问题：

1、所研磨的咖啡粉颗粒大小不一，且磨豆效率很低，一般磨豆15克需耗时200 秒-800秒不等。如要进一步提高效率，则要增加电功率、进而增大设备的体积，会影响设备的户外便携性。

2、刀片粉碎方式效率相对手摇式虽有所提高，但颗粒的均匀性依旧表现不好。若增加粉碎时间，可提高颗粒的均匀性、但颗粒偏细小。此外还会因咖啡豆受到的不必要撞击次数太多，而产生温度偏高和碎片偏多的问题，最终产生细粉，影响了咖啡冲煮的口感。

此外，现有的咖啡豆的切割刀片适用于高速运动，其粉碎方式是运用高速运动的撞击来直接达到粉碎效果，其弱点是因撞击而产生的粉碎均匀性不好，且多次的撞击才能达到粉碎效果；在此过程中咖啡豆受到了太多不必要的冲击，除温度外也会破坏咖啡口感的统一性，带来不可控瑕疵的可能。

实用新型内容

本实用新型为解决现有的问题，旨在提供一种旋转切割刀、研磨机构和手持磨豆机。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案提供咖啡豆的旋转切割刀，刀本体包括基圆部，刀本体可绕基圆部的圆心作水平旋转，所述基圆部上设有若干凸出的刀头，所述刀头朝旋转方向的一侧沿径向设有若干用于刺碎咖啡豆的切割端。

其中，所述若干切割端的直径长度不同、且与基圆部的圆心连线存有角度差，分别构成若干切割深度，旋转时可依次刺入咖啡豆内。

其中，切割端的外边缘为锋刃。

其中，所述刀头为三具。

其中，所述切割端为两具。

本实用新型还提供一种咖啡豆的研磨机构，包括上述的旋转切割刀，以及研磨刀具；所述旋转切割刀水平设置于咖啡豆落入研磨刀具的行程中，其刀头的切割端迎向咖啡豆并将其刺碎。

其中，所述研磨刀具包括位于内圈的圆锥刀和位于外圈的环形刀，其中圆锥刀顶面的直径小于底面；研磨刀具通过可相对旋转的圆锥刀的外壁、环形刀的内壁之间的间隙来研磨咖啡豆。

其中，研磨刀具分为上部和下部，所述上部的间隙大于下部的间隙。

其中，所述上部的环形刀内壁设为上端径向朝外倾斜的环形斜面。

其中，所述下部的环形刀内壁为垂直面。

其中，所述圆锥刀绕其轴心旋转，所述环形刀为固定设置。

其中，旋转切割刀、圆锥刀共轴，且由电机的输出杆驱动作水平旋转。

本实用新型还提供一种手持磨豆机，包括上述的研磨机构。

其中，还包括壳体，所述壳体的上端面设有供咖啡豆落入的开口，中部设有研磨机构，电机位于壳体的下部并驱动旋转切割刀、圆锥刀旋转。

其中，还包括盖板，所述盖板位于研磨机构的上方；盖板上设有供咖啡豆通过的缺口。

和现有技术相比，本实用新型的旋转切割刀可将咖啡豆刺碎成若干小块，便于后续的研磨工序；设于不同切割深度的若干切割端能依次刺入咖啡豆时，由于烘烤后的咖啡豆由于具有一定炭化性而易碎，可轻易地被粉碎；切割端外边缘的锋刃亦可将咖啡豆进一步切碎。

研磨机构可实现对咖啡豆的多级粉碎、研磨。在初步刺碎后，咖啡豆已成中颗粒，之后研磨刀具使用时的线接触改为点接触，接触面积大幅减少，受力均衡、电机的功率要求降低，且避免了体积的增加；刺碎之后再进行多级细磨，则可获得高效且均匀的细磨颗粒，杂质、细粉较少，咖啡的口感得到提升。

附图说明

图1为单刀头的旋转切割刀的结构示意图；

图2为双刀头的旋转切割刀的结构示意图；

图3为三刀头的旋转切割刀的结构示意图；

图4为四刀头的旋转切割刀的结构示意图；

图5为旋转切割刀的使用说明图；

图6a、6b、6c为研磨机构的使用说明图；

图7为手持磨豆机的结构示意图；

图8为手持磨豆机的结构拆分示意图。

参见附图，旋转切割刀1，基圆部101，刀头102，切割端103，锋刃104；研磨刀具2，圆锥刀201，环形刀202，环形斜面203，垂直面204；壳体3，开口301；电机4，盖板5，输出杆6，咖啡豆7。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步地说明。

参见图1-4，图1-4展示的是本实用新型的四个实施例，为咖啡豆的旋转切割刀；刀本体包括基圆部，刀本体可绕其基圆部的圆心作水平旋转。所述基圆部上分别设有一至四个相对于基圆部凸出的刀头，所述刀头上若干用于刺碎咖啡豆的切割端，均朝旋转方向的一侧，沿径向分布排列。

参见图3，以三刀头的旋转切割刀为例，两个切割端的直径长度不同。为R1、 R2，构成不同的切割深度：

R1半径刀片是第一层切割深度；

R2半径刀片是第二层切割深度。

参见图5，切割时，旋转切割刀刀头的旋转线速度为10M/min。咖啡豆压强的计算方法是P＝F/S,其中F是切割力，S是切割端的刀尖的面积，P是咖啡豆的粉碎压强。在于S的面积是小于0.04mm²。而由电机产生的力矩>1.9NM，则 P＝47N/mm²，而一般烘烤后的咖啡豆在20N/mm²即可粉碎，能够满足需求。作为优选，切割端与基圆部的圆心连线存有角度差，旋转切割刀旋转时两个切割端可依次刺入咖啡豆内。进一步地，两个切割端的外边缘均设为锋刃，可在刺碎瞬间将咖啡豆进一步地切割。

上述实施例的旋转切割刀适用于低速运动下，其粉碎方式为非撞击性，运用分层式的切割达到粉碎效果，即利用旋转方配合刀本体的角度和半径的位置来达到分层切割的目的。另外咖啡豆本身经过烘烤具一定的碳化性(碎化性)，两者在相互的作用下，能够产生粉碎的效果。其他刀片原理相同，不予赘述。

基于上述旋转切割刀，参见图6a-6c，本实用新型另一个实施例提供了一种咖啡豆的研磨机构。本实施例选用上述三刀头的旋转切割刀，并还包括咖啡豆的研磨刀具。咖啡豆自上方落入研磨机构，旋转切割刀水平设置于咖啡豆落入研磨刀具的行程中、研磨刀具的上方，形成双刀磨豆的结构。其刀头的切割端可迎向咖啡豆并将其刺碎成中颗粒。

本实施例中，研磨刀具包括位于内圈的圆锥刀和位于外圈的环形刀，其中圆锥刀顶面的直径小于底面；研磨刀具通过可相对旋转的圆锥刀的外壁、环形刀的内壁之间的间隙来研磨咖啡豆。

本实施例中，旋转切割刀、圆锥刀共轴，且由电机的输出杆驱动作水平旋转。研磨刀具分为上部和下部，上部的环形刀内壁设为上端径向朝外倾斜的环形斜面。下部的环形刀内壁为垂直面。因而上部的间隙大于下部的间隙，可以适用于二级研磨的需求。

上述实施例中的研磨刀具，也可以为现有的多级磨盘结构，即利用不同直径的研磨盘和环形刀内壁之间不同的间隙来研磨咖啡豆，其效果相同。

本研磨机构的操作具体过程如下：

一、参见图6a，咖啡豆下落时，在旋转切割刀旋转刺碎、切割下，先将咖啡豆切割为三块左右的中颗粒。其目的是在咖啡豆进入研磨刀具研磨时，将磨豆的线接触改为点接触，可以大幅减少接触面积，以减轻电机的功率需求，并能够直接对咖啡豆进行有效的二次粗磨。

二、参见图6b，已切割成中颗粒的咖啡碎块进入二次粗磨，可使研磨刀具对中颗粒更加均匀地施加压力，以达到均匀受力而节省电力消耗。如果大颗粒直接进入研磨刀具进行粗磨，其和咖啡豆是线接触，所需要的有效磨切力必大于中颗粒，需要较大的电机功率，并且受力也不均匀；这也是目前的手持式研磨咖啡机普遍存在的不良设计。

三、参见图6c，经过中颗粒的粗磨后，再进行第三道细颗粒的细磨。因为有粗磨中颗粒的均匀性，在细磨中不但磨豆效率提高且受力平均且电机功率需求小，其结果可得到高效且省电的细磨效果。

以上总归纳可得出，本实施例的研磨机构由原来单刀单结构磨豆，即原单刀二流程的磨豆法(由原豆直接破豆后直接到细磨)改为了双刀三流程的磨豆法(由原豆先尖锐切割为中颗粒，再到细磨三道流程)，因此可获得高效且均匀的磨豆工艺。

参见图7和图8，基于上述研磨机构，本实施例提供一种手持磨豆机，用于户外活动时制备咖啡。手持磨豆机设有壳体，壳体由若干分段连接构成；壳体的上端面设有供咖啡豆落入的开口，中部设有上述的研磨机构，电机位于壳体的下部并驱动旋转切割刀、圆锥刀旋转。

作为优选，参见图8，还包括盖板，所述盖板位于研磨机构的上方；盖板上设有供咖啡豆通过的缺口。盖板可以固定咖啡豆落入的位置，并且起到了封闭、保护研磨机构的作用。

上述实施例可实现对咖啡豆的多级粉碎、研磨。在初步刺碎后，咖啡豆已成中颗粒，之后研磨刀具使用时的线接触改为点接触，接触面积大幅减少，受力均衡、电机的功率要求降低，且避免了体积的增加；刺碎之后再进行多级细磨，则可获得高效且均匀的细磨颗粒，杂质、细粉较少，咖啡的口感得到提升。对于户外用的手持型的咖啡磨豆机，若要提高磨豆的效率，则必须提高磨豆机的电功率，势必增加了体积；但又受限于户外的实际需求，电机的功率必须在一定的尺寸内，所以只能提高磨豆结构机构的效率，才能满足手持式咖啡磨豆机的方便性、便携性的使用需求。

上面结合附图及实施例描述了本实用新型的实施方式，实施例给出的结构并不构成对本实用新型的限制，本领域内熟练的技术人员可依据需要做出调整，在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改均在保护范围内。

Claims (10)

1.一种咖啡豆的旋转切割刀，刀本体包括基圆部，刀本体可绕基圆部的圆心作水平旋转，其特征在于：所述基圆部上设有若干凸出的刀头，所述刀头朝旋转方向的一侧沿径向设有若干用于刺碎咖啡豆的切割端。

2.根据权利要求1所述的旋转切割刀，其特征在于：所述若干切割端的直径长度不同、且与基圆部的圆心连线存有角度差，分别构成若干切割深度，旋转时可依次刺入咖啡豆内。

3.根据权利要求1所述的旋转切割刀，其特征在于：切割端的外边缘为锋刃。

4.根据权利要求1-3任一所述的旋转切割刀，其特征在于：所述刀头为三具。

5.根据权利要求1-3任一所述的旋转切割刀，其特征在于：所述切割端为两具。

6.一种咖啡豆的研磨机构，其特征在于：包括权利要求1-5任一所述的旋转切割刀，以及研磨刀具；所述旋转切割刀水平设置于咖啡豆落入研磨刀具的行程中，其刀头的切割端迎向咖啡豆并将其刺碎。

7.根据权利要求6所述的研磨机构，其特征在于：所述研磨刀具包括位于内圈的圆锥刀和位于外圈的环形刀，其中圆锥刀顶面的直径小于底面；研磨刀具通过可相对旋转的圆锥刀的外壁、环形刀的内壁之间的间隙来研磨咖啡豆。

8.根据权利要求7所述的研磨机构，其特征在于：研磨刀具分为上部和下部，所述上部的间隙大于下部的间隙。

9.根据权利要求8所述的研磨机构，其特征在于：所述上部的环形刀内壁设为上端径向朝外倾斜的环形斜面。

10.一种手持磨豆机，其特征在于：包括权利要求6-9任一所述的研磨机构。

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