RU2101996C1 - Способ приготовления напитков и устройство для его осуществления (варианты) - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение касается способа и устройства для приготовления кофе, чая и других напитков. Сущность изобретения: способ включает подачу материала для приготовления напитка и жидкости в верхнюю камеру устройства, нагнетание воздуха в верхнюю камеру поршнем и опускание поршня вниз для втягивания жидкости в нижнюю камеру через жесткий фильтр. Верхнюю и нижнюю камеры разъединяют и удаляют использованный материал для приготовления напитка в устройстве посредством соскабливания материала с фильтра без извлечения последнего. 3 с. и 46 з.п.ф-лы, 17 ил., 1 табл.

Description

Изобретение касается способа приготовления напитков с использованием соответствующего устройства, а также собственно устройства для приготовления напитков.

Изобретение представляет собой по существу усовершенствование технического решения, раскрытого в патенте США 4903586, кл. A 47 J 31/32, 1990. Этот документ описывает устройство для приготовления напитков, содержащее верхнюю камеру для приема и размещения горячей воды и материала для приготовления напитка, имеющую открытую нижнюю часть, нижнюю камеру, имеющую открытую верхнюю часть, установленный над верхней частью нижней камеры фильтр, препятствующий прохождению через него материала для приготовления напитка, средство для перемещения одной камеры относительно другой в первое положение, в котором фильтр фиксируется между нижней частью верхней камеры и верхней частью нижней камеры, и второе положение, в котором нижняя часть верхней камеры удалена от верхней части нижней камеры, средство удаления материала для приготовления напитка с верхней поверхности фильтра, и средство перемещения средства удаления материала напитка.

В известном устройстве повторно используемый съемный фильтр требуется извлекать из устройства для его очистки. Это осуществляют следующим образом: нижнюю камеру отделяют от верхней, фильтрующий элемент убирается из нижней камеры, очищается вне устройства и возвращается обратно в нижнюю камеру. Нижнюю камеру соединяют с верхней, и после этого устройство готово к следующему циклу.

Известное устройство, так же как и другие аналогичные кофеварочные устройства, имеет сложную конструкцию, и пользоваться им не очень удобно. Поэтому задачей изобретения является создание более простого, а также более удобного и надежного в работе устройства для приготовления напитков.

Поставленная задача решается изобретением посредством того, что в устройстве вышеописанного типа средство перемещения средства удаления выполнено с возможностью перемещения средства удаления по поверхности фильтра, расположенного между верхней и нижней камерами в их втором положении.

Соответственно, изобретение предлагает способ приготовления напитка, предусматривающий использование вышеописанного устройства, согласно которому удаление использованного материала осуществляют в устройстве посредством соскабливания материала с фильтра без извлечения последнего.

Другие задачи изобретения поясняются ниже.

Так, одной из задач изобретения является упрощение привода средства удаления так, чтобы без использования пружин обеспечить поступательное перемещение скребка в обоих направлениях над фильтром.

Привод скребка должен содержать как можно меньше движущихся деталей, поскольку скребок работает в той зоне устройства, которая очень загрязнена, вследствие смешивания в ней воды и кофейной гущи.

Другой задачей изобретения является обеспечение очень быстрого возвратно-поступательного перемещения скребка, в результате чего большая часть цикла остается для перемешивания кофе и воды и пропускания жидкого кофе через фильтрующий элемент.

Это еще одна задача изобретения состоит в том, чтобы лезвие скребка парковалось ниже поверхности нижней камеры и выше контейнера для отходов, предназначенного для кофейной гущи, с тем, чтобы любая избыточная жидкость или частицы кофе, оставшиеся на скребке, стекали в этот контейнер для отходов.

Еще одной задачей изобретения является простое отделение камеры устройства от узла скребка, чтобы обеспечить легкую очистку этих устройств.

Еще одна задача изобретения обеспечить возможность использования бумажного фильтрующего материала, который не является повторно используемым, и чтобы этот бумажный материал удалялся с помощью лезвийного скребка.

Еще одной задачей изобретения является обеспечение возможности отбрасывания кофейной гущи в левую или в правую стороны устройства для приготовления кофе, чтобы обеспечить большую гибкость при размещении механизмов приготовления множества порций кофе в одной машине.

Эти дополнительные задачи решаются с помощью признаков изобретения, изложенных в зависимых пунктах формулы.

В соответствии с предпочтительным выполнением настоящего изобретения средством удаления является скребковый узел, передвигаемый из позиции хранения, расположенной с одной стороны камер, к позиции возврата, расположенной с противоположной стороны камер, не прикасаясь к материалу напитка, а затем, когда эти камеры придвинутся ближе друг к другу, передвигается из позиции возврата к позиции хранения, сдвигая материал для приготовления напитка с поверхности фильтра по мере своего продвижения.

В соответствии с другим аспектом изобретения, скребок передвигается более медленно, когда он приближается к позиции хранения от позиции возврата, тем самым избегая рассыпания материала для напитка.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения имеется опорный элемент с Н-образным каркасом, причем верхняя камера установлена на этом каркасе, шарнирно соединенном с опорным элементом. Упомянутое шарнирное соединение выполнено так, чтобы обеспечить параллелограмм опоры для верхней камеры относительно нижней камеры. Особенностью и преимуществом этого аспекта изобретения является то, что при обоих движениях из позиции хранения в позицию возврата и из позиции возврата в позицию хранения скребок движется параллельно поверхности фильтра, причем обеспечивая поднятие верхней камеры для прохождения узла скребка, а затем ее опускание для обеспечения контакта скребка с поверхностью фильтра при возврате этого скребка в позицию хранения.

В соответствии с другим аспектом изобретения предусмотрены пружинные элементы на рычагах, соединенных с Н-образным каркасом, для смещения верхней камеры в направлении нижней камеры, и приложения равномерного давления герметизации верхней камеры к фильтру. В этой конструкции отсутствует всякая необходимость в какой-либо регулировке для поддержания герметизации верхней камеры и фильтра.

В другом аспекте изобретения имеется кисть, установленная на вершине скребка. Каждый раз, когда скребок движется ниже верхней камеры, он очищает днище верхней камеры от остатков кофе. Благодаря этому поддерживается в чистоте верхняя камера.

В другом аспекте изобретения главный приводной вал устройства для приготовления кофе имеет два колена. Это позволяет главному валу служить как плечо кривошипа и как палец шарнира для присоединения стержня. За счет устранения плеча кривошипа и пальца шарнира, используемых в известных устройствах, этот механизм становится менее дорогим и более прочным.

В другом аспекте изобретения поршень изготовлен из втулки из скользкого пластика, такого как Тефлон, которая ограничена двумя частями поршня, этот скользкий пластик прижимается к стороне верхней камеры с помощью О-кольца.

В известных устройствах для приготовления кофе используется "скользкая" герметизация, обеспечиваемая перевернутой вверх дном чашки из скользкого пластика, закрывающей вершину поршня. Исключив эту чашку, изобретение позволяет лучше согласовать вершину поршня с вершиной нижней камеры. За счет этого исключается любой избыток воздуха, и, следовательно, увеличивается производительность устройства с точки зрения приготовления жидкости. Это также позволяет выполнить вершину поршня так, чтобы более полно осушать нижнюю камеру за счет добавления переднего паза или путем наклона вершины поршня в направлении отверстия в нижней камере.

В другом аспекте изобретения кофе и воду вводят в верхнюю камеру через смесительный желоб и желоб для проливания. Известные устройства приготовления кофе используют круглую воронку для смешивания кофе и воды. Использование смесительного желоба создает условия для более эффективного перемешивания кофе и воды, а также предотвращает выброс кофе и воды из верхней камеры при порывах воздуха, направленных вверх.

Фиг. 1 вид в перспективе устройства для приготовления кофе по изобретению; фиг. 2 детальный вид в перспективе устройства по фиг. 1; фиг. 3 вид спереди, в вертикальном разрезе, устройства в исходном положении; фиг. 4 разрез по B-B на фиг. 1, показывающий опускающий механизм в исходном положении: фиг. 5 разрез по C-C на фиг. 1, показывающий исходное положение механизма привода скребка; фиг. 6, 7 и 8 являются видами на фиг. 3, 4 и 5, но иллюстрируют положение элементов при перемещении скребка из положения хранения в положение возврата и показывают пунктирными линиями положение скребка в позициях хранения и возврата; фиг. 9 вид в разрезе по D-D на фиг. 1 с положением устройства, как показано на фиг. 6; фиг. 10, 11 и 12 являются видами, подобными видам на фиг. 3, 4 и 5, но иллюстрирующими положение элементов при перемещении скребка из позиции возврата в позицию хранения, при котором соскабливается материал напитка с фильтра; фиг. 13 вид сверху на верхнюю камеру, отделенную от Н-образного каркаса, и показывающий пунктирными линиями перемещение плеча этого каркаса; фиг. 14 показывает перемешивание кофейной гущи и горячей воды струями воздуха, создающими водоворот, ускоряющий приготовление кофе; фиг. 15 вид в перспективе варианта выполнения изобретения, где верхняя камера 58 прикреплена непосредственно к рычагам 126 и 128 механизма опускания; фиг. 16 вид варианта выполнения изобретения, по которому ролик фильтровальной бумаги используют в качестве фильтрующего элемента; и фиг. 17 вид двух механизмов приготовления кофе, которые собраны так, чтобы удаленный материал падал в центральное ведро для отходов.

Теперь обратимся к чертежам с конкретными ссылками на фиг. 1-12. Предпочтительное выполнение настоящего изобретения содержит главный опорный узел 10, на котором установлены узел 30 нижней камеры, узел 58 верхней камеры и связанный с ним узел 80 скребка, и узел 100 привода, связанный с узлом 120 перемещения верхней камеры и с узлом привода 140 скребка.

Главный опорный узел 10 содержит вертикальный канал или главный опорный элемент 12, включающий узел 100 привода, узел 120 перемещения верхней камеры и узел 140 привода скребка. На своей передней и задней стенках опорный элемент 12 содержит опоры 14 для вала 102 главного привода, а около верхнего конца боковых стенок опорного элемента 12, по соседству с задней стенкой опорного элемента 12 отверстия 16 для опоры оси 17 узла верхней камеры, расположенной горизонтально и параллельно задней стенке этого опорного элемента. Ниже опорных отверстий 16 расположены отверстия 18 для опоры оси 19 для установки опорного кронштейна 63, который более подробно описывается ниже. Выше отверстия 14 в опорном элементе 12 предусмотрена пара отверстий 21 и 24 соответственно, которое подробно описываются ниже.

В боковых стенках опорного элемента 12 имеются удлиненные отверстия 20 для узла 80 скребка узла 140 привода скребка и узла 120 перемещения верхней камеры, которые более подробно описываются ниже.

Узел 30 нижней камеры жестко закреплен на опорном элементе 12 с помощью боковых элементов 36 и содержит нижнюю камеру 31 и узел 43 поршня. Нижняя камера 31 состоит из полого цилиндра 32, имеющего на своей открытой верхней части верхнюю пластину 34. Верхняя пластина 34 имеет канавку 35, в которую входит опорное уплотнение 37. Как это лучше видно на фиг. 2, опорное уплотнение 37 удерживает опорную пластину 33 и гибкий фильтр 38 на этой верхней пластине. Гибкий фильтр 38 присоединен к опорной пластине и изготовлен из материала, такого как нейлоновая сетка, который пропускает воду, но не пропускает материалы, используемые для приготовления кофе, такие как молотый кофе. Опорная пластина 33 поддерживает гибкий фильтр 38 и имеет большие отверстия, которые пропускают жидкость. Полый цилиндр 32 имеет, по меньшей мере, одно отверстие 40, вокруг которого расположена горловина 42, предназначенная для разливания приготовленного кофе в установленную под ним чашку.

Как лучше видно на фиг. 2 и 14, узел 43 поршня содержит корпус 44 и нижнюю крышку 45. Корпус 44 является цилиндром с верхним гребнем 46, который захватывает подаваемую снизу скользкую втулку 49. Ниже гребня 46 корпус 44 имеет периферийную канавку 47, на которую одевается О-кольцо 48. Это О-кольцо 48 принуждает втулку 49 осуществить жесткую герметизацию полого цилиндра 32, когда он скользит вверх и вниз в нижней камере 31. Крышка 45 находится на днище 43 поршня, жестко прикреплена к корпусу 44 поршня и захватывает эту скользкую втулку 49. Скользкая втулка 49 изготовлена из Тефлона или подобных пластиков. Как лучше видно на фиг. 7, вершина корпуса 44 цилиндра выполнена сопрягаемой с верхней частью нижней камеры 31, когда этот поршень находится на вершине своего пути. Следовательно, имеется минимальный воздушный зазор между узлом 43 поршня и нижней камерой 31, в результате чего эффективность варки достигает максимума. Передняя часть поршня имеет паз 39, который позволяет жидкости стекать с вершины поршня более полно. Вершина поршня 43 может также иметь слабый наклон в направлении отверстия 40 цилиндра 32, который позволяет кофе стекать без остатка. Узел 43 поршня приводится в движение вверх и вниз в нижней камере с помощью соединительного рычага 106, который приводится в движение от продолжения приводного вала 102.

Как лучше видно на чертежах фиг. 1, 2 и 6-9, приводной вал 102 выступает за переднюю часть опорного элемента 12. Передняя часть приводного вала 102 имеет два колена с углами 90^o, которые формируют коленчатый вал 104 и ось 105, которая сцеплена с соединительным рычагом 106.

Как лучше видно на фиг. 2 и 13, узел 50 Н-образного каркаса содержит корпус 51 и стороны 52. Стороны 52 Н-образного каркаса имеют концы 53, направленные в сторону задней части устройства для приготовления кофе, шарнирно установленные на оси 17. Другой (или передний) конец сторон 52 Н-образного каркаса имеет прорезь в продольном направлении с более широкой жесткой частью 54 сторон 52, расположенной ближе к "H", и с более узкими частями 55, которые являются гибкими, расположенными дальше от сторон этого "H". Горизонтальные прорези 56 проходят с тыльной стороны от передних концов внутренних частей 54 сторон этого "H". Около задних концов прорезей 56 в узкой части 55 предусмотрены горизонтальные отверстия 57 для пропускания через них концов штыревых осей 60 и 61, расположенных с внешних сторон узла 58 верхней камеры, как описано ниже.

Узел 58 верхней камеры, который принимает материалы для приготовления кофе и горячую воду, имеет уплотнение 59, которое герметизируется напротив опорного уплотнения 37 нижней камеры 31, когда нижняя часть верхней камеры опускается вниз на верхнюю часть нижней камеры 31.

Вершина узла 58 верхней камеры состоит из смесительного желоба 65 и желоба 66 проливания. Смесительный желоб 65 направляет кофе и горячую воду в верхнюю камеру 69, чтобы они перемешивались быстро и эффективно. Желоб 66 проливания направляет любое пролитое кофе и воду в верхнюю камеру.

Верхняя камера 69 имеет пару штыревых осей 60 и 61, выступающих с ее противоположных сторон для их съемной скользящей установки в прорези 56 передних концов сторон 52 Н-образного каркаса, когда внешние части 55 отогнуты наружу так, чтобы штыревые оси 60 и 61 удерживались в отверстиях 57, при этом другие части 55 отпущены, а штыревые оси выравнены с отверстиями 57.

Опорный кронштейн 63 соединяет между собой ось 19 и штыревую ось 62, которая соединена с верхней камерой. Штыревая ось 62 выступает с обоих сторон верхней камеры, что позволяет собирать опорный кронштейн 63 с любой стороны верхней камеры. Расстояние между осями 17 и 19 равно расстоянию между штыревыми осями 60 и 62, а расстояние от соединения опорного кронштейна 63 с осью 19 и до штыревой оси 62 равно расстоянию от соединения стороны 52 Н-образного каркаса с осью 17, до штыревой оси 60 так, что этот опорный кронштейн 63 и соседняя сторона 52 этого Н-образного каркаса формируют параллелограмм, который поддерживает уровень камеры 69, когда узел 58 верхней камеры поднимается и опускается относительно узла 30 нижней камеры. В нижнем положении узла 58 верхней камеры вертикальной оси нижней камеры 31 и верхней камеры 69 коаксиальны, а когда верхняя камера поднимается, ее ось остается вертикальной и параллельной оси нижней камеры 31.

Узел 80 скребка, прикрепленный к узлу 58 верхней камеры, содержит на заданном расстоянии друг от друга параллельные заднюю ось 82 и переднюю направляющую 83 (фиг. 9), которые обеспечивают, соответственно, линейную несущую поверхность и направляющую для поперечного движения каретки 84 скребка. Лезвие скребка 86 установлено на каретке 84 так, что каретка 84 и лезвие 86 могут, следовательно, вместе скользить под верхней камерой 69. Лезвие 86 скребка всегда будет оставаться параллельным фильтру 38, когда верхняя камера 69 перемещается относительно нижней камеры 31 благодаря параллелограмму опоры верхней камеры на опорном элементе 12.

Средство для очистки днища верхней камеры представляет собой щетку или скребок 87, установленный на каретке 84 скребка. Когда каретка 84 скребка скользит под верхней камерой 69, верхняя щетка 87 очищает днище верхней камеры 69 от остатков кофе.

Как лучше видно на фиг. 9, штыревая ось 88 проходит позади от каретки 84 скребка и поддерживает подшипник скольжения 90 для поперечного движения каретки 84 скребка от позиции 92 хранения с одной стороны узла 58 верхней камеры, до позиции 94 возврата с другой стороны верхней камеры, как показано пунктирными линиями на фиг. 6 и 7.

Узел 100 привода узла 120 перемещения (подъема и опускания) верхней камеры и узла привода 140 узла скребка показан на фиг. 1-12. В узле 100 привода на противоположном конце приводного вала 102 от плеча 104 кривошипа штырь 103 приводится в движение электрическим двигателем 161 и элементом сопряжения 162. Приводной вал 102 содержит кулачок 112 опускания и кулачок 116 возврата для работы узла 120 перемещения верхней камеры, а также кулачок 114 для работы узла 140 привода скребка (фиг. 2).

Узел 120 перемещения верхней камеры содержит подвижный каркас 122, на котором установлен ролик 124, который зацепляется с кулачком 112 опускания. Пара стержней 126 и 128 скользит аксиально в отверстиях каркаса 122. Сжимаемые резиновые или металлические пружины 132 установлены между каркасом 122 и стоповыми штырями 125 стержней 126 и 128. Когда каркас 122 движется вниз, то пружины 132 опускания сжимаются и вынуждают стержни 126 и 128 двигаться вниз. Эти стержни 126 и 128 направлены вверх и согнуты внутрь под углом возле отверстий 20 боковой стенки в опорном элементе 12, а верхние концы стержней 126 и 128 согнуты горизонтально, чтобы они входили в отверстия в корпусе 51 Н-образного каркаса.

Узел 50 Н-образного каркаса, стержни 126 и 128 и каркас 122 смещаются вверх подъемными пружинами 134, установленными на оси 17 узла верхней камеры. Один конец этой подъемной пружины 134 действует на опорный элемент 12, а другой конец действует на сторону 52 Н-образного каркаса. Это вынуждает узел 50 Н-образного каркаса подняться вверх так, чтобы во время подъема верхняя камера могла бы позиционироваться в первом верхнем положении, при котором движущаяся каретка скребка будет счищать материл напитка 165 с гибкого фильтра 38, а во втором, более низком, положении лезвие 86 скребка будет находиться в контакте с фильтром 38 для удаления материала напитка с поверхности фильтра 38. Кулачок 112 при его вращении заставляет узел 50 Н-образного каркаса поворачиваться вокруг оси 17, противодействуя подъемным пружинам 134, которые смещают Н-образный каркас вверх.

С особой ссылкой на фиг. 2, 3С, 4С и 5С узел 140 привода скребка содержит возвратный рычаг 142, шарнирно установленный на оси 22 и направленный вверх так, что его верхний конец зацепляется с подшипником скольжения 90 для передвижения узла скребка из положения 92 хранения в положение 94 возврата. В нижней части возвратный рычаг 142 удерживает повторитель 148 кулачка. Повторитель 148 кулачка приводится в движение от кулачка 116 возврата. Следовательно, кулачок 116 возврата поворачивает возвратный рычаг 142, который вынуждает каретку 84 скребка передвигаться из позиции 92 хранения в позицию 94 возврата. Аналогично, рычаг 144 скребка поворачивается вокруг оси 24 так, чтобы верхний конец рычага 144 скребка зацепился с подшипником скольжения 90 для передвижения каретки 84 скребка из позиции 94 возврата в позицию 92 хранения. В нижней части рычаг 144 скребка удерживает повторитель 152 кулачка, который приводится в движение кулачком 114 скребка. Следовательно, кулачок 114 скребка поворачивает рычаг 144 скребка, который заставляет каретку 84 скребка передвигаться из позиции возврата в позицию хранения.

Перед началом рабочего цикла верхняя камера 58 закрепляется в нижнем положении и герметизируется на нижней камере 31, как показано на фиг. 3-5. В работе, когда активизировано дозирующее устройство, электрический двигатель 161 и привод 162 (фиг. 1 ) дозирующего устройства поворачивают приводной вал 102 в одном направлении. Приводной вал 102 обычно поворачивается с постоянной скоростью. Однако он может приводиться и от электрического двигателя с переменной скоростью. Вращение приводного вала 102 принуждает соединительный рычаг 106 толкать поршень 43 вверх и вниз в цилиндре 32. Кофе дозируется в смесительный желоб 65, а затем подается доза горячей воды таким образом, чтобы смыть этот кофе в верхнюю камеру. Поршень 43 перемещается из положения над отверстием 40 нижней камеры 31 вверх, прогоняя воздух через материал фильтра 38.

Смесительный желоб 65 наклонен так, чтобы направлять смесь кофе и воды в сторону верхней камеры 69. Фиг. 14 показывает, как поршень 43 создает водоворот, который способствует быстрому и эффективному приготовлению кофе. Смесительный желоб 65 и желоб 66 проливания формируют барьер, который не позволяет воздушной струе выдувать хоть сколько-нибудь кофе и жидкости из верхней камеры.

В течение времени варки верхняя камера жестко удерживается на нижней камере 31, при этом уплотнение 59 герметизирует соединение верхней камеры с нижней камерой 31. Поршень 43 движется сначала к вершине нижней камеры 31, а затем перемещается в нижней камере 31 вниз, протягивая жидкий кофе через фильтр 38 в нижнюю камеру 31, оставляя использованный материал 165 на фильтре. Пока поршень 43 передвигается вниз, он вытягивает жидкий кофе к отверстию 40 нижней камеры 31, откуда этот кофе выходит из нижней камеры 31, проходит вниз через горловину 42 и покидает устройство. Паз 39 обеспечивает более быстрое и более полное выливание кофе с вершины поршня.

Приводной вал 102 продолжает вращаться и кулачек 112 опускания, кулачок 116 возврата и кулачок 114 скребка начинают работать совместно, чтобы заставить лезвие 86 скребка выскрести остатки кофе из материала 38 фильтра.

Кулачок 112 опускания освобождает повторитель 124 кулачка ролика, который освобождает каркас 122, что позволяет пружинам 132 освободить стержни 126 и 128, вызывая тем самым поднятие верхней камеры в результате действия пружин 134. Верхняя камера поднимается параллельно нижней камере и фильтру 38 благодаря параллелограмму, сформированному одной стороной 52 Н-образного каркаса и опорным кронштейном 63. Верхняя камера перемещается к первой верхней позиции, показанной на фиг. 10-12, в которой лезвие 86 скребка расположено выше материала 165 напитка.

Затем кулачок 116 возврата зацепляется с повторителем 148 кулачка, расположенным в нижней части возвратного рычага 142, что заставляет возвратный рычаг поворачиваться вокруг оси 22 так, что верхний конец возвратного рычага сцепляется с подшипником скольжения 90 и в свою очередь со штыревой осью 88 каретки 84 скребка, заставляя тем самым каретку 84 скребка скользить вдоль оси 82 и передней направляющей 83 узла 58 передней камеры. Лезвие 86 скребка удерживается параллельно нижней камере 31, что позволяет лезвию 86 скребка проходить над материалом 165, не касаясь его, как показано на фиг. 4А и 4В. Средство очистки 87 (кисть) воздействует на днище верхней камеры 69, очищая ее от любых остатков. Штыревая ось 88 каретки 84 скребка зацепляется с подшипником скольжения 90, который соединяется с вершиной рычага 144 скребка. Это вынуждает рычаг 144 скребка вращаться вокруг оси 24, и это возможно теперь, поскольку кулачок 114 скребка больше не взаимодействует с повторителем 152 рычага 144.

Когда лезвие 86 скребка подойдет к положению, находящемуся ниже материала 165, а каретка 84 скребка окажется в позиции 94 возврата, кулачок 112 зацепится с роликом 124 каркаса 122, который воздействует на пружины 132, чтобы заставить стержни 126 и 128 опустить вниз Н-образный каркас 50, верхнюю камеру и каретку 84 скребка во второе положение, в котором лезвие 86 скребка может контактировать с фильтром 38. Лезвие 86 скребка удерживается параллельно нижней камере и находится в контакте с фильтром 38 по всей длине, что позволяет лезвию 86 скребка удалить остаток 165 материала, как показано на фиг. 5А и 5В, и чисто соскрести материал с фильтра. Штыревая ось 88 каретки 84 скребка зацепляет подшипник скольжения 90, который затем сцепляется с вершиной возвратного рычага 142. Это заставляет возвратный рычаг 142 поворачиваться вокруг оси 22, и это теперь возможно, потому что кулачок 116 больше не воздействует на повторитель 148 возвратного рычага 142.

Когда лезвие скребка выходит за пределы верхней поверхности нижней камеры 31 к позиции 92 хранения, остатки материала падают в контейнер 166 для отходов, и узел 58 верхней камеры может быть опущен для его соединения с нижней камерой 31, потому что каретка 84 скребка и лезвие 86 скребка находятся за пределами нижней камеры и могут быть передвинуты в положение для парковки. Чтобы сделать это, кулачок 112 зацепляется с роликом 124, который заставляет каркас 122 воздействовать на пружины 132, что вынуждает стержни 126 и 128 перемещаться вниз, опуская Н-образный каркас так, чтобы верхняя камера и нижняя камера 31 жестко удерживались вместе и прижимались друг к другу под действием пружин 132. Это опускание верхней камеры также опускает каретку 84 скребка и скребок 86 в положение парковки, находящееся над контейнером 166 для отходов.

Цикл приготовления кофе теперь закончен. Приводной вал 102 совершил полный оборот, а поршень 43 теперь возвратился в положение, как раз находящееся над отверстием 40 нижней камеры 31, и готов для следующего цикла. Установлено, что лучше замедлять скорость движения каретки 84 скребка и лезвия 86 по пути из позиции возврата, когда каретка 84 приближается к позиции хранения, чтобы не допустить просыпания остатков материала через край верхней пластины 34.

На фиг. 15 представлено другое альтернативное выполнение изобретения, заключающееся в том, чтобы присоединить верхнюю камеру непосредственно к стержням 126 и 128. При таком подходе требуются большие стержни для центрирования верхней камеры. Однако, имея Н-каркас, проще изготавливать и обслуживать устройство.

В варианте выполнения возможно использование бумажного фильтра 38', как показано на фиг. 16. Фильтровальная бумага 38' из рулона пропускается между узлом 58 верхней камеры и узлом 31 нижней камеры. Жидкий кофе проходит через фильтровальную бумагу 38, а твердый материал остается на фильтровальной бумаге. Использованный фильтр затем удаляется с помощью лезвия 86 скребка, и новый участок фильтровальной бумаги закрепляется между узлом 58 верхней камеры и узлом 31 нижней камеры.

На фиг. 17 показано другое альтернативное применение изобретения, при котором верхняя камера и каретка скребка собраны наоборот, на оси 82 и на направляющей 83. Узел 100 привода, узел 120 опускания и узел 140 скребка собираются по другому, так что позиция хранения каретки 84 скребка находится теперь с противоположной стороны машины для приготовления кофе, и каретка скребка перемещается к позиции возврата, которая расположена с той стороны машины, где на предыдущих чертежах расположена позиция хранения. Такой вариант выполнения позволяет размещать материал для приготовления напитка с противоположной стороны устройства для приготовления кофе, и позволяет устанавливать в нем два механизма для приготовления кофе близко друг к другу, с использованием общего контейнера 166 для отходов.

Еще одно альтернативное выполнение изобретения заключается в присоединении скребка к Н-образному каркасу 50 посредством аксиального подшипника, которым снабжается такой Н-образный каркас. Такая конструкция позволяет контролировать высоту скребка положением Н-образного каркаса, и перемещать скребок туда и обратно для очистки фильтрующего элемента. Это выполнение не позволяет скребку оставаться параллельным нижней камере и фильтру, а также не позволяет снимать скребок для его очистки, когда убирается верхняя камера.

Можно видеть, что изобретение обеспечивает усовершенствованное устройство для приготовления кофе, в котором многократно используемый фильтр очищается скребком, которому сообщается возвратно-поступательное движение рычагами, и без пружин, которые являются менее надежными. Система привода скребка содержит очень мало движущихся частей, что позволяет ей надежно работать в загрязненной области. Лезвие скребка движется очень быстро, благодаря чему большая часть времени приходится на перемешивание кофе и воды и на пропускание жидкого кофе через фильтр. Верхняя камера и скребок могут быть быстро отсоединены от механизма приготовления кофе для легкой очистки. Лезвие скребка паркуется ниже поверхности нижней камеры и выше контейнера для отходов, чтобы любая избыточная жидкость или остатки кофе падали бы в этот контейнер. Смесительный желоб и желоб проливания действуют совместно, эффективно перемешивая кофе и воду, и предотвращая выброс кофе и воды из устройства.

Это предпочтительное выполнение настоящего изобретения позволяет приготовить чашечку кофе приблизительно за 15 секунд. Хотя размеры различных деталей могут быть выбраны другими, в предпочтительном выполнении диаметр поршня составляет 3,25 дюйма (82,55 мм), а полный ход цилиндра 3,75 дюйма (95,25 мм).

Следующая таблица иллюстрирует ключевые положения рабочего цикла в градусах угла поворота приводного вала и процент от общего цикла для каждой стадии работы.

Хотя изобретение описано в отношении предпочтительных выполнений оно ими не ограничивается, т. к. возможны изменения и модификации полностью в пределах объема этого изобретения, определяемого исключительно формулой изобретения.

Claims (49)

1. Способ приготовления напитков, включающий использование соответствующего устройства, содержащего верхнюю и нижнюю камеры, подачу материала для приготовления напитка и жидкости в верхнюю камеру устройства, нагнетание воздуха в верхнюю камеру поршнем, расположенным в нижней камере, и опускание поршня вниз для втягивания жидкости в нижнюю камеру через жесткий фильтр, который пропускает воздух и жидкость, но не материал для приготовления напитка, разделение верхней и нижней камер и удаление использованного материала для приготовления напитка, отличающийся тем, что удаление использованного материала осуществляют в устройстве посредством соскабливания материала с фильтра без извлечения последнего.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют вначале разделение камер на первое значительное расстояние для перемещения скребка с одной стороны камер до другой их стороны, не касаясь использованного материала для приготовления напитка.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что стадия удаления использованного материала включает в себя стадию удаления этого материала с днища верхней камеры.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что стадии разделения и сближения камер относительно друг друга включают в себя поддержание параллельности вертикальных осей этих камер.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает замедление удаления по мере приближения к концу стадии удаления.

6. Способ по п.2, отличающийся тем, что предусматривает поступательное перемещение скребка с одной стороны камер до другой их стороны и обратно, обеспечиваемое с помощью приводного вала, непрерывно вращаемого в одном направлении.

7. Устройство для приготовления напитков, содержащее верхнюю камеру для приема и размещения горячей воды и материала для приготовления напитка, имеющую открытую нижнюю часть, нижнюю камеру, имеющую открытую верхнюю часть, установленный над верхней частью нижней камеры фильтр, препятствующий прохождению через него материала для приготовления напитка, средство для перемещения одной камеры относительно другой в первое положение, в котором фильтр фиксируется между нижней частью верхней камеры и верхней частью нижней камеры, и второе положение, в котором нижняя часть верхней камеры удалена от верхней части нижней камеры, средство удаления материала для приготовления напитка с верхней поверхности фильтра и средство перемещения средства удаления, отличающееся тем, что средство перемещения средства удаления выполнено с возможностью перемещения средства удаления по поверхности фильтра, расположенного между верхней и нижней камерами в их втором положении.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что содержит средство установки с возможностью разъединения верхней камеры для ее удаления с нижней камеры.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что содержит средство для перемещения средства удаления материала из позиции хранения, расположенной с одной стороны от указанных камер, в позицию возврата, расположенную с противоположной стороны камер, когда камеры отделены между собой расстоянием, достаточным для того, чтобы средство удаления материала проходило из позиции хранения в позицию возврата, не касаясь материала для приготовления напитка на фильтре, а когда камеры расположены друг к другу ближе указанного расстояния для перемещения средства для удаления материала в контакте с фильтром из позиции возврата по поверхности фильтра, чтобы удалить материал для приготовления напитка с фильтра.

10. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оно содержит опорный элемент, а средство для перемещения верхней камеры включает в себя пару опорных кронштейнов, причем один конец каждого кронштейна шарнирно установлен на указанном опорном элементе с заданным расстоянием между ними, а другой конец каждого кронштейна шарнирно установлен на верхней камере с указанным заданным расстоянием между ними и с расстояниями между шарнирными соединениями противоположных концов каждого из кронштейнов, равными друг другу.

11. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оно содержит опорный элемент с горизонтальным каркасом, имеющим Н-образную форму и шарнирно установленным своей вершиной на опорном элементе, а верхняя камера установлена на дне Н-образного каркаса с возможностью его снятия.

12. Устройство по п.7, отличающееся тем, что средство удаления материала включает в себя пластинчатый скребок.

13. Устройство по п.7, отличающееся тем, что содержит поршень, установленный с возможностью скольжения внутри нижней камеры, и втулку скольжения, окружающую по меньшей мере часть этого поршня и надеваемую на поршень для создания скользящего контакта с внутренней стенкой нижней камеры.

14. Устройство по п.7, отличающееся тем, что содержит опорный элемент, нижнюю камеру, фиксированно установленную на опорном элементе, средство для установки верхней камеры на указанном опорном элементе и пружинное средство для смещения верхней камеры в направлении нижней камеры.

15. Устройство по п.9, отличающееся тем, что оно содержит расположенное ниже позиции хранения средство сбора удаленного материала.

16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что указанное средство для перемещения содержит средство для передвижения средства сбора удаленного материала со скоростью меньшей, чем скорость, с которой средство сбора удаленного материала приближается к позиции хранения из позиции возврата.

17. Устройство по п.15, отличающееся тем, что оно снабжено средством для перемещения средства сбора удаленного материала из позиции хранения, находящейся с любой стороны от устройства приготовления напитка, с возможностью расположения устройства приготовления напитка рядом с его позициями хранения, граничащими друг с другом, со средством сбора, расположенным ниже их позиций хранения.

18. Устройство по п.11, отличающееся тем, что содержит опорный кронштейн, один конец которого шарнирно соединен с опорным элементом, а другой его конец шарнирно соединен с верхней камерой, причем шарнирные соединения верхней камеры с Н-образным каркасом и с опорным кронштейном разнесены на то же расстояние, что и шарнирные соединения опорного элемента с Н-образным каркасом и с опорным кронштейном, а расстояние между шарнирными соединениями Н-образного каркаса с опорным элементом и с верхней камерой равно расстоянию между шарнирными соединениями опорного кронштейна с опорным элементом и с верхней камерой.

19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что содержит средство для перемещения средства удаления материала из позиции хранения, находящейся с одной стороны камер, в позицию возврата, находящуюся с другой стороны камер, когда камеры разделены между собой расстоянием, достаточным для того, чтобы переместить средство удаления материала из позиции хранения в позицию возврата, не касаясь материала на фильтре, а когда камеры находятся ближе друг к другу для перемещения средства сбора удаляемого материала из позиции возврата в позицию хранения по поверхности фильтра, чтобы удалить материал напитка с фильтра.

20. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что оно содержит приводной вал, средство для перемещения средства сбора удаляемого материала, соединенное с приводным валом для первого подъема Н-образного каркаса для разъединения камер на расстояние, достаточное для перемещения средства сбора удаляемого материала из позиции хранения в позицию возврата, не касаясь материала для приготовления напитка на фильтре, а после того, как средство для перемещения передвинет средство удаления материала из позиции хранения в позицию возврата, для опускания Н-образного каркаса для введения средства сбора удаляемого материала в контакт с фильтром и, после того, как средство для перемещения передвинет средство удаления материала из позиции возврата в позицию хранения, для опускания Н-образного каркаса для приведения верхней камеры в герметичный контакт с фильтром.

21. Устройство по п.12, отличающееся тем, что средство удаления материала включает в себя выступающее от него вверх средство для очистки дна верхней камеры, когда средство удаления материала передвигается между позициями хранения и возврата.

22. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что содержит средство для установки лезвийного скребка с возможностью скольжения на верхней камере.

23. Устройство по п.12, отличающееся тем, что в первом положении продольные оси камер вертикальны и коаксиальны, а средство перемещения камер содержит средство для перемещения верхней камеры вверх, с возможностью удержания продольных осей камер вертикальными и параллельными.

24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что содержит опорный элемент, в котором средство для перемещения верхней камеры содержит пару опорных кронштейнов, причем один конец каждого из кронштейнов шарнирно установлен на опорном элементе с заданным расстоянием между ними, а другой конец каждого кронштейна шарнирно установлен на верхней камере с тем же расстоянием между ними.

25. Устройство по п. 24, отличающееся тем, что содержит средство для установки лезвийного скребка с возможностью его скольжения на верхней камере.

26. Устройство по п.24, отличающееся тем, что верхняя камера содержит смесительный желоб, выступающий с одной стороны верхней камеры и проходящей вниз через часть верхней камеры, и желоб проливания, выступающий из противоположной стороны верхней камеры и проходящий вниз в положение выше смесительного желоба.

27. Устройство по п.25, отличающееся тем, что содержит пару параллельных направляющих, установленных на верхней камере и имеющих продольные оси, перпендикулярные плоскости, которая включает в себя вертикальную ось верхней камеры для установки скребка с возможностью горизонтального перемещения поверх фильтра.

28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что содержит средство для перемещения скребка из позиции хранения, находящейся с одной стороны верхней камеры, в позицию возврата с другой стороны верхней камеры, когда камеры разделены расстоянием, достаточным для передвижения скребка из позиции хранения в позицию возврата, не касаясь материала напитка на фильтре, а когда камеры сдвинуты ближе друг к другу, то для перемещения скребка из позиции возврата в контакте с поверхностью фильтра к указанной первой стороне верхней камеры для того, чтобы удалить использованный материал напитка с фильтра.

29. Устройство по п.28, отличающееся тем, что содержит средство сбора удаленного материала для приготовления напитка, расположенное ниже позиции хранения.

30. Устройство по п.28, отличающееся тем, что средство для перемещения скребка выполнено так, чтобы передвигать скребок с меньшей скоростью, когда скребок приближается к позиции хранения из позиции возврата.

31. Устройство по п.27, отличающееся тем, что содержит каретку скребка, установленную с возможностью скольжения на указанных направляющих, поддерживающую под собой лезвие скребка и имеющую пустотелую ось, продолжающуюся в боковом направлении, возвратный рычаг, зацепляющийся с пустотелой осью, для перемещения каретки скребка из позиции хранения в позицию возврата, и рычаг скребка, взаимодействующий с пустотелой осью для передвижения каретки скребка из позиции возврата в позицию хранения.

32. Устройство по п.31, отличающееся тем, что содержит приводной вал, снабженный кулачком возврата для зацепления возвратного рычага с пустотелой осью для перемещения каретки скребка из позиции хранения в позицию возврата и для разъединения возвратного рычага для передвижения каретки скребка обратно в позицию хранения, а также кулачком скребка для зацепления рычага скребка с пустотелой осью для передвижения каретки скребка из позиции возврата в позицию хранения и для разъединения рычага скребка для возвращения рычага скребка в позицию возврата так, что непрерывное вращение приводного вала в одном направлении вызывает поступательное перемещение скребкового узла из позиции хранения в позицию возврата и обратно в позицию хранения.

33. Устройство по п.13, отличающееся тем, что содержит О-кольцо, установленное в канавке в положении, радиальном относительно указанной втулки, причем О-кольцо образует герметичное уплотнение с внутренней стенкой нижней камеры.

34. Устройство по п.13, отличающееся тем, что поршень имеет верхнюю поверхность, по существу соответствующую форме нижней поверхности фильтра, и отвечающую ей уплотняющую поверхность на верхней части нижней камеры, причем верхняя поверхность поршня имеет средство для стекания жидкости с вершины поршня.

35. Устройство по п.34, отличающееся тем, что средство для стекания жидкости с поршня содержит паз.

36. Устройство по п.34, отличающееся тем, что средство для стекания жидкости с поршня содержит наклонную верхнюю поверхность указанного поршня.

37. Устройство для приготовления напитков, содержащее опорный элемент с фиксированно присоединенной нижней камерой, имеющей открытую верхнюю часть, установленный над ней фильтр и верхнюю камеру для приема и хранения горячей воды и материала для приготовления напитка с открытой нижней частью, отличающееся тем, что оно снабжено горизонтальным Н-образным каркасом, шарнирно установленным на опорном элементе, средством для шарнирной установки верхней камеры с возможностью ее снятия, обеспечивающим относительное смещение камер между первым положением, в котором продольные оси камер расположены вертикально и коаксиально, фильтр закреплен между нижней частью верхней камеры и верхней частью нижней камеры и поднятым положением нижней части верхней камеры над фильтром, опорным кронштейном, один конец которого соединен с опорным элементом и другой конец шарнирно соединен с верхней камерой с возможностью ее снятия, шарнирными соединениями верхней камеры с Н-образным каркасом и с опорным кронштейном, расположенными на расстоянии друг от друга, равном расстоянию положения шарнирного соединения опорного элемента с Н-образным каркасом от опорного кронштейна, и установленным на верхней камере скребковым узлом с парой параллельно расположенных направляющих, продольные оси которых перпендикулярны вертикальной верхней камере, с лезвием скребка и кареткой скребка, поддерживающей под собой лезвие скребка и установленной с возможностью перемещения на направляющих из позиции хранения, находящейся с одной стороны от верхней камеры, к позиции возврата, расположенной с противоположной стороны от верхней камеры, и со средством для перемещения каретки скребка из позиции хранения в позицию возврата.

38. Устройство по п.37, отличающееся тем, что снабжено средством сбора удаленного материала, расположенным выше позиции хранения.

39. Устройство по п.37, отличающееся тем, что содержит средство перемещения Н-образного каркаса для передвижения верхней камеры в первое поднятое положение выше нижней камеры, позволяющее перемещение лезвия скребка из позиции хранения в позицию возврата без соприкосновения с материалом для приготовления напитка, находящимся на фильтре, и во второе поднятое положение, в котором обеспечивается скользящий контакт лезвия скребка с фильтром при перемещении каретки скребка поперек и ниже нижнего конца верхней камеры.

40. Устройство по п.37, отличающееся тем, что содержит поршень, расположенный с возможностью скольжения внутри нижней камеры, и скользкую втулку, полностью окружающую по меньшей мере часть поршня и надетую на поршень для обеспечения скользящего контакта с внутренней стенкой нижней камеры.

41. Устройство по п.37, отличающееся тем, что содержит пружинное средство для смещения верхней камеры в направлении нижней камеры.

42. Устройство по п.37, отличающееся тем, что верхняя камера содержит смесительный желоб с одной стороны верхней камеры и желоб для выливания жидкости на противоположной стороне верхней камеры.

43. Устройство по п.38, отличающееся тем, что упомянутое средство перемещения средства удаления материала из позиции хранения смонтировано на любой одной боковой стороне устройства, чтобы обеспечить возможность расположения двух таких устройств одно рядом с другим, со смежными позициями хранения, и с упомянутым средством сбора, расположенным ниже их позиций хранения.

44. Устройство по п.39, отличающееся тем, что средство перемещения каретки скребка содержит средство ее передвижения из позиции хранения в позицию возврата при верхней камере в первом поднятом положении и выполнено с возможностью движения каретки скребка из позиции возврата в позицию хранения в скользящем контакте с фильтром для удаления материала с фильтра.

45. Устройство по п.44, отличающееся тем, что средство удаления материала содержит выступающее вверх средство для очистки днища верхней камеры, когда средство удаления материала передвигается между позициями хранения и возврата.

46. Устройство по п.44, отличающееся тем, что средство перемещения каретки скребка содержит рычаг возврата для движения каретки скребка из позиции хранения в позицию возврата, а также рычаг скребка для движения каретки скребка из позиции возврата в позицию хранения.

47. Устройство по п.46, отличающееся тем, что содержит приводной вал с кулачком возврата для зацепления рычага возврата с пустотелой осью для перемещения каретки скребка из позиции хранения в позицию возврата и для разъединения рычага возврата, для перемещения каретки скребка обратно в позицию хранения, а также кулачок скребка для зацепления рычага скребка с пустотелой осью, для перемещения каретки скребка из позиции возврата в позицию хранения и для разъединения каретки скребка, для движения рычага скребка обратно в позицию возврата.

48. Устройство по п.40, отличающееся тем, что в поршне выполнена канавка, в которой размещено О-образное кольцо для герметизации втулки с внутренней стенкой нижней камеры.

49. Устройство по п.40, отличающееся тем, что верхняя поверхность поршня выполнена с формой, соответствующей форме нижней поверхности фильтра, с возможностью сопряжения и герметизации с верхней частью нижней камеры, причем поршень снабжен средством для стекания жидкости.

Images