КОФЕМОЛКА Российский патент 1998 года по МПК A47J42/26 

Предполагаемое изобретение относится к электробытовым приборам, а более конкретно к кофемолкам, и может найти также применение для перемола зерен перца, приготовления сахарной пудры и т.п.

Уровень техники в данной области характеризуется общедоступными сведениями, приведенными ниже.

Известна конструкция устройства для помола кофе (а.с. N 1159551, A 47 J 42/30, 1985), содержащая загрузочный бункер с крышкой, цилиндрическую камеру для помола кофе с перфорированной боковой стенкой, приводной нож.

Недостатком данной конструкции является увеличенная затрата времени на помол и ограниченное качество помола из-за засорения перфорированной стенки частицами помола.

Наиболее близкой к предполагаемому изобретению является кофемолка (а.с. 2030896, A 47 J 42/26, 1995), содержащая корпус, рабочую камеру с наклонным дном и разгрузочным окном, крышку, электродвигатель, на валу которого закреплен нож, камеру помола, выполненную в виде перфорированного стакана на упругой подвеске, узел возбуждения вибрации камеры помола, представляющий собой лепестковую крыльчатку, закрепленную на оси электродвигателя и взаимодействующую с роликом, расположенным на камере помола зерен.

Недостатком данной кофемолки является только однокомпонентное (вращательное) вибрационное воздействие на камеру помола, а следовательно, увеличенная затрата энергии на помол и недостаточное качество помола из-за несвоевременного удаления перемолотого продукта из зоны помола. Кроме того, наличие механически контактирующих деталей в узле возбуждения вибрации приводит к снижению надежности и повышенному шуму кофемолки в работе.

Задачей изобретения является снижение затрат энергии на помол, повышение качества помола, повышение надежности и снижение шума кофемолки в работе.

Поставленная задача решается тем, что в кофемолке, содержащей корпус, рабочую камеру с наклонным дном и разгрузочным отверстием, камеру помола, выполненную в виде перфорированного стакана на упругом подвесе, электродвигатель, на валу которого закреплен нож, узел возбуждения вибрации камеры помола, упругий подвес выполнен в виде наклонных плоских пружин, которые одним концом закреплены на корпусе, а другим - на камере помола, на валу электродвигателя закреплен лопастной винт, а узел возбуждения вибрации камеры помола выполнен в виде магнитной системы переменного магнитного потока. При этом узел возбуждения вибрации камеры помола состоит из пар постоянных магнитов, одни из которых закреплены на камере помола, а другие - на валу электродвигателя, Также узел возбуждения вибрации камеры помола может состоять из размещенного в корпусе многополюсного статора с полюсами, расположенными симметрично относительно центра камеры помола и закрепленного на ней кольцевого магнитопровода.

Выполнение узла возбуждения вибрации камеры помола в виде магнитной системы переменного магнитного потока (в случае постоянных магнитов - пространственно-временного, в случае многополюсного статора - временного переменных магнитных потоков) позволяет осуществить бесконтактное магнитно-силовое воздействие на камеру помола, что повышает надежность и снижает шум при работе кофемолки, а выполнение упругого подвеса в виде плоских наклонных пружин обеспечивает двухкомпонентную вибрацию камеры помола, состоящую из линейного движения по вертикали и вращательного движения относительно вертикальной оси. Это позволяет в совокупности с отсосом перемолотого кофе из камеры помола потоком воздуха от лопастного винта ускорить удаление перемолотого кофе из зоны помола, что снижает энергозатраты на помол и повышает качество помола.

На фиг. 1 представлена кофемолка с возбуждением камеры помола от постоянных магнитов. На фиг. 2...5 изображен разрез на фиг. 1 при различных числах пар постоянных магнитов. На фиг. 6 показаны эпюры магнитных сил при различных числах пар постоянных магнитов. На фиг. 7 представлена кофемолка с электромагнитным возбуждением вибрации камеры помола. На фиг. 8 изображен разрез на фиг. 7. На фиг. 9, 10 показаны вибрационные перемещения камеры помола зерен.

Кофемолка содержит корпус 1 с рабочей камерой 2, имеющей наклонное дно 3 и разгрузочное окно 4. В корпусе 1 расположен электродвигатель привода 5, вал 6 которого проходит через уплотнительную втулку 7 в рабочую камеру и через уплотнительную втулку 8 в камеру помола, представляющую собой перфорированный стакан 9, где на конце вала 6 закреплен нож 10. В верхней части корпуса 1 расположена вставка 11, на которой на плоских наклонных пружинах, число которых может быть любым, но не менее трех, закреплен перфорированный стакан 9. В рассматриваемых примерах использованы четыре пружины 12. На валу 6 под стаканом 9 закреплен лопастной винт 13. Сверху кофемолка закрывается крышкой 14 с выступом, входящим внутрь стакана 9. В кофемолке с возбуждением вибрации стакана 9 от постоянных магнитов лопастной винт 13 выполняется с ободом 15, на котором закреплены пары секторных магнитов 16 с ориентацией полюсов вдоль оси вала 6. При этом магниты 16 расположены таким образом, что обеспечивается чередование их северных и южных полюсов. На фиг. 2...5 представлены варианты применения одной, двух, трех и четырех пар постоянных магнитов соответственно с направлением намагниченности вдоль оси вала 6. На стакане 9 закреплено аналогичным образом такое же число пар постоянных магнитов 17. В кофемолке с электромагнитным возбуждением вибрации стакана 9 во вставке 11 расположен многополюсный статор, содержащий магнитопровод 18 с восемью вертикальными полюсами 19, на которых размещены катушки возбуждения 20. Число полюсов 19 может быть любым, но не менее трех. При этом на нижней части стакана 9 закреплен магнитопровод 21 в виде плоского кольца, применение которого вызвано тем, что материалы, в основном применяемые для изготовления камеры помола (нержавеющие стали, пищевой алюминий и т.д.), обладают слабой магнитной проницаемостью.

Работа кофемолки осуществляется следующим образом. В стакан 9 засыпается необходимое число кофе, после чего кофемолка закрывается крышкой 14 и на электродвигатель привода 5 подается напряжение питания. При вращении вала 6 электродвигателя 5 нож 10 производит размол зерен кофе в стакане 9, одновременно с этим вращение лопастного винта 13 создает поток воздуха, увлекающий перемолотые частицы кофе из стакана 9 в рабочую зону 2 корпуса 1, где они попадают на наклонное дно 3 и удаляются из полости кофемолки через разгрузочное окно 4.

В первом варианте исполнения кофемолки постоянные магниты 16, закрепленные на ободе 15 лопастного винта 13, взаимодействуют с постоянными магнитами 17, закрепленными на стакане 9. При этом за счет изменения площади перекрытия чередующихся полюсов постоянных магнитов 16 и 17 происходит пространственно-временное перераспределение магнитного потока в зазоре между ними, что приводят к созданию переменной магнитной силы Fm, частота изменения f которой равна
f = N/T_BP = Nf_BP,
где N - число пар постоянных магнитов 16 и 17;
T_BP, f_BP - период и частота вращения вала 6.

На фиг. 6 представлены эпюры изменения магнитной силы Fм при разных числах пар постоянных магнитов 16 и 17 (соответственно при одной, двух, трех и четырех парах постоянных магнитов 16 и 17).

В кофемолке с электромагнитным возбуждением вибрации стакана 9 переменная магнитная сила создается за счет взаимодействия катушек возбуждения 20, размещенных на полюсах 19 магнитопровода 18, с магнитопроводом 21 при протекании через катушки 20 переменного тока. При этом закон изменения магнитного потока в зазоре и соответственно магнитной силы будет аналогичен закону изменения тока в катушках возбуждения 20.

Узел возбуждения вибрации заявляемой кофемолки представляет собой магнитную систему с различными источниками (постоянные магниты, катушки возбуждения), создающими переменный магнитный поток и соответственно переменную магнитную силу, действующую на стакан 9. Под действием этой силы происходит деформация наклонных пружин 12, при которой точка закрепления пружины на стакане 9 занимает крайние положения "a" и "b" (фиг. 9, 10). При этом происходят вертикальное перемещение стакана 9 на величину вертикальной проекции h деформации пружин 12 и угловой разворот на величину α. Для устранения возможного соударения стакана 9 с другими деталями кофемолки величины h и α ограничиваются взаимными согласованиями жесткости пружин 12 с параметрами источников магнитной цепи (индукцией и геометрическими параметрами постоянных магнитов 16 и 17, параметрами магнитопроводов 18 и 21, параметрами и токами катушек 20), массово-геометрическими параметрами стакана 9. Выступ на крышке 14, входящий внутрь стакана 9, обеспечивает свободу его поступательного и вращательного движения относительно вертикальной оси, но препятствует выбросу зерен кофе из стакана 9 при вращении ножа 10.

Таким образом, при работе кофемолки производится одновременно с помолом кофе его ускоренное удаление из зоны помола за счет двухкомпонентной вибрации камеры помола и отсоса из нее перемолотого кофе потоком воздуха от лопастного винта 13. Все это позволяет снизить затраты энергии на помол и повысить качество помола, а наличие бесконтактного возбуждения вибрации магнитными силами - повысить надежность и снизить шум при работе кофемолки по сравнению с прототипом.

Использование: электробытовой прибор для помола кофе может найти также применение для перемола зерен перца, приготовления сахарной пудры и т.п. Сущность изобретения: в кофемолке упругий подвес выполнен в виде наклонных плоских пружин 12, закрепленных одним концом на корпусе 1 кофемолки, а другим - на камере помола зерен 9. На валу 6 электродвигателя 5 под камерой помола 9 установлен лопастной винт 13. Узел возбуждения вибрации выполнен в виде магнитной системы переменного магнитного потока. Узел возбуждения вибрации камеры помола зерен состоит из пар постоянных магнитов 17, одни из которых закреплены на валу б электродвигателя 5, а другие - на камере помола зерен 9. Узел возбуждения вибрации камеры помола зерен 9 может быть выполнен в виде размещенного в корпусе 1 многополюсного статора о полюсами, расположенными симметрично относительно камеры помола зерен 9 и закрепленного на ней кольцевого магнитопровода 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Кофемолка, содержащая корпус, рабочую камеру с наклонным дном и разгрузочным окном, камеру помола зерен, представляющую собой перфорированный стакан на упругом подвесе, электродвигатель, на валу которого закреплен нож, узел возбуждения вибрации камеры помола зерен, отличающаяся тем, что упругий подвес выполнен в виде наклонных плоских пружин, закрепленных одним концом на корпусе кофемолки, а другим на камере помола зерен, на валу электродвигателя под камерой помола установлен лопастной винт, а узел возбуждения вибрации выполнен в виде магнитной системы переменного магнитного потока. 2. Кофемолка по п. 1, отличающаяся тем, что узел возбуждения вибрации камеры помола зерен состоит из пар постоянных магнитов, одни из которых закреплены на валу электродвигателя, а другие на камере помола зерен. 3. Кофемолка по п. 1, отличающаяся тем, что узел возбуждения вибрации камеры помола зерен состоит из размещенного в корпусе многополюсного статора с полюсами, расположенными симметрично от камеры помола зерен, и закрепленного на ней кольцевого магнитопровода.