БЫТОВАЯ КОФЕМОЛКА Российский патент 1999 года по МПК A47J42/06 

Изобретение относится к области устройств, предназначенных для измельчения пищевых продуктов, например кофе, перца, корицы, и может быть использовано в быту, пищевой, медицинской промышленности и в сельском хозяйстве.

Известно устройство, применяемое для измельчения пищевых продуктов, содержащее корпус с крышкой, внутри которого размещена рабочая камера, высокоскоростной коллекторный двигатель, на валу которого установлен горизонтальный нож.

Измельчение в этом устройстве происходит за счет ударов приведенного во вращательное движение ножа по каждой единице измельчаемого продукта, например кофейному зерну, отдельно.

Однако практическое использование такой машины выявило ряд недостатков:
низок эффект использования рабочей поверхности ножа из-за действия центробежной силы и сосредоточения за счет этого зерен на периферии;
невозможность достижения равномерности помола (одинаковых размеров) измельченного продукта, т. к. происходит "прилипание" зерен к стенкам рабочей камеры за счет "мертвой зоны", образованной вследствие зазора между периферией ножа и внутренней поверхностью рабочей камеры;
большая стоимость и вместе с тем малая надежность работы высокоскоростного коллекторного двигателя;
низкая эффективность ударного измельчающего действия рабочего органа - ножа из-за близких между собой угловых скоростей вращения ножа и зерен измельчаемого продукта, т.к. зерна вращаются ножом.

Известен также способ измельчения пищевых продуктов в ручных мельницах, содержащих два зубчатых жернова, расположенных коаксиально и вращаемых вручную (авт. св. N 1329799 кл. A 47 42/04, 1987). Измельчение в этих мельницах происходит за счет ворошения этих зерен между зубчатыми жерновами. Недостатком такого способа измельчения является несовершенство ручного привода и низкая производительность таких мельниц.

На основе изучения существующих вариантов кофемолки авторы пришли к тому, что наиболее близким техническим решением к заявленному и принятому за прототип является устройство для размола зернобобового материала (авт. св. N 1329766 кл. A 47 42/04, 1987).

Измельчение в этом устройстве происходит в помольной чаше с закрепленной в ней парой жерновов, один из которых установлен неподвижно, а другой насажен на вал электродвигателя и имеет возможность вращения.

Однако известное устройство имеет ряд недостатков: сложную конструкцию, которая ведет к снижению надежности всего агрегата, а также малую интенсивность, низкое качество дробления пищевых продуктов, а также низкую эффективность использования рабочей поверхности жернова из-за действия центробежной силы и сосредоточения за счет этого зерен на периферии.

Главной задачей, решаемой изобретением, является повышение качества и интенсивности дробления пищевых продуктов, например кофе, при одновременном увеличении надежности работы кофемолки.

Это достигается тем, что приводной электродвигатель выполнен в виде торцевого статора с обмоткой, питаемой от сети переменного синусоидального тока, и торцового ротора без обмотки, в качестве которого служит один из рабочих дисков, имеющий возможность вращения и расположенный относительно торцового статора соосно с рабочим зазором.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит корпус 1, внутри которого расположен диск 2 с развитой поверхностью, являющейся одновременно ротором торцового электродвигателя 3. Корпус 1 имеет резиновые опоры 11. Сверху корпус 1 закрывается крышкой 4, к которой на направляющих 5 крепится неподвижный диск 6 с развитой внутренней поверхностью. Развитая поверхность дисков 2 и 6 выполнена по аналогии с рабочими дисками известных дезинтеграторов. Между дисками подвижным 2 и неподвижным 6 имеется зазор 7, в котором непосредственно и происходит измельчение зерен. Крышка 4 имеет загрузочный бункер 8 с отверстием, закрываемым люком 9. Торцовый электродвигатель состоит из статора 3 с обмоткой 10, неподвижно закрепленного в корпусе 1 и ротора 2. Необходимый зазор 15 между статором обеспечивается валом 13, закрепленным в подшипнике 12. Для исключения попадания измельченного продукта на поверхность статора и в подшипник они закрыты прокладкой из медной фольги 14.

Кофейные зерна для измельчения насыпаются в рабочую камеру (загрузочный бункер) 8 через люк 9 и через отверстие в неподвижном диске попадают на поверхность измельчения.

Кофемолка работает следующим образом. Включением в сеть подается переменное синусоидальное напряжение на обмотку 10 статора 3, в которой начинает протекать переменный ток, частотой 50 Гц. Возникает вращающееся магнитное поле, и в роторе 2 появляются вихревые токи, вызванные магнитным полем статора 3. Эти токи определяют возникновение магнитного поля ротора 2. При взаимодействии полей статора 3 и ротора 2 (по закону Ампера) ротор 2 начинает вращаться. Кофейные зерна под действием сил тяжести и центробежной силы попадают в загрузочный бункер 8 в зазор между неподвижным 6 и подвижным 2 дисками кофемолки, идет помол. Готовый продукт под действием центробежной силы ссыпается в корпус 1, откуда после прекращения помола извлекается при снятой крышке 4.

В конечном итоге, очень важное значение для измельчения продукта имеет линейная скорость. В предлагаемом устройстве предлагается увеличивать линейную скорость рабочего органа за счет увеличения радиуса соосно расположенных дисков с развитыми рабочими поверхностями, в соответствии с зависимостью
V = ωR,
где
V - линейная угловая скорость, м/с;
ω - угловая скорость вращения дисков (двигателя), рад/с;
R - радиус (внешний) рабочих дисков, м.

Таким образом, уменьшая угловую скорость, например, i раз, при одновременном увеличении их радиуса также в i раз, можно сохранить линейную скорость на постоянном уровне, что, в конечном итоге, сохраняет на постоянном уровне кинетическую энергию процесса измельчения зерна согласно зависимости:

где
m - масса зерна, кг;
V - линейная скорость зерна, м/с.

Это, в свою очередь, позволяет в качестве приводного двигателя для рабочей камеры использовать обычный торцовый асинхронный двигатель при частоте питающей сети 50 Гц и скорости вращения 3000 об/мин, но соответственно увеличенным радиусом рабочих дисков, что позволяет сохранить постоянной линейную скорость, а следовательно, увеличить эффективность измельчения зерна.

Предлагаемое устройство помола обладает следующими преимуществами: повышается качество размолотого продукта; повышается надежность устройства (за счет применения бесколлекторного асинхронного двигателя); понижается стоимость мельницы; увеличивается срок службы (за счет исключения сложных элементов).

Изобретение относится к устройствам для измельчения пищевых продуктов, например кофе, перца, и может быть использовано в быту, пищевой, медицинской промышленности и в сельском хозяйстве. В кофемолке приводной двигатель выполнен в виде торцового статора с обмоткой. В качестве ротора использован рабочий диск с развитой внутренней поверхностью для приема зерен и последующего их измельчения. Ротор работает совместно с другим, неподвижным диском, имеющим также развитую поверхность, - статором. Изобретение позволяет упростить конструкцию, снизить расходы на изготовление устройства, увеличить срок службы и надежность кофемолки. 1 ил.

Бытовая кофемолка для измельчения пищевых продуктов, содержащая корпус с крышкой, рабочую камеру, рабочий орган, выполненный в виде двух соосно расположенных дисков с примыкающими друг к другу по торцам рабочими развитыми поверхностями, причем один из них имеет возможность вращения, а другой закреплен неподвижно, и приводной электродвигатель, отличающаяся тем, что приводной электродвигатель выполнен в виде торцового статора с обмоткой, питаемой от сети переменного синусоидального тока, и торцового ротора, в качестве которого служит один из рабочих дисков, имеющий возможность вращения, и расположенный относительно торцового статора соосно с рабочим зазором.