КОФЕВАРКА ТИПА "ЭКСПРЕССО", СОДЕРЖАЩАЯ ПОРШЕНЬ ПОДАЧИ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ И ДЕРЖАТЕЛЬ ФИЛЬТРА Российский патент 2003 года по МПК A47J31/44 A47J31/00 

Изобретение касается конструкции кофеварки типа "экспрессо".

Кофеварка такого типа содержит носик или поршень подачи горячей воды и держатель фильтра, предназначенный для размещения в нем порции молотого кофе.

Этот держатель фильтра имеет форму чашки с вертикальной цилиндрической боковой стенкой и включает дно, снабженное множеством отверстий, образующих фильтр, обеспечивающий выход кофейной вытяжки или настоя. Специальная рукоятка присоединена к упомянутому дну держателя фильтра для того, чтобы обеспечить возможность манипуляций с этим держателем фильтра, в частности возможность его установки на носик данной кофеварки.

Этот держатель фильтра имеет цилиндрическую внутреннюю поверхность. Поршень подачи горячей воды и упомянутая цилиндрическая поверхность внутри держателя фильтра смонтированы с возможностью скольжения друг относительно друга.

В некоторых известных вариантах реализации кофеварки подобного типа поршень подачи горячей воды выполнен подвижным, а держатель фильтра является неподвижным. В других известных вариантах реализации, наоборот, держатель фильтра выполнен подвижным, а поршень подачи горячей воды является неподвижным.

Получение хорошего кофе "экспрессо" требует оптимального уплотнения используемой порции молотого кофе перед прохождением через него горячей воды. Это оптимальное уплотнение одновременно позволяет обеспечить наилучшую экстракцию аромата кофе и облегчить и сделать более удобным извлечение кофейной гущи после приготовления кофе.

Это оптимальное уплотнение порции молотого кофе требует, чтобы носик кофеварки или поршень подачи горячей воды входил в держатель фильтра на расстояние, достаточное для сжатия используемой в данном случае порции молотого кофе. Это сжатие должно быть осуществлено в необходимой степени при использовании любого возможного количества или объема молотого кофе, предварительно засыпанного в упомянутый держатель фильтра. Таким образом, проникновение поршня подачи горячей воды в этот держатель фильтра должно быть различным в зависимости от используемого, в данном случае молотого, кофе.

Следствием этих условий, а также необходимости прохождения горячей воды под давлением, является то обстоятельство, что герметичность между носиком кофеварки и держателем фильтра должна быть обеспечена для различных положений этого носика по отношению к держателю фильтра.

Техническая задача предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы обеспечить реализацию этой функции герметизации между носиком кофеварки типа "экспрессо" и ее держателем фильтра.

Кофеварки типа "экспрессо", в которых гарантируется герметичность между носиком и держателем фильтра независимо от объема порции молотого кофе, предварительно засыпанной и сжатой в держателе фильтра, реализуют упомянутую выше функцию герметизации с использованием эластичной уплотнительной прокладки радиального действия.

Уплотнительная прокладка этого типа должна надежно противостоять воздействию таких внешних факторов, как повышенное давление, достаточно высокая температура, непосредственный контакт с приготовленным кофе уже в виде напитка, с сухим молотым кофе, а также с реактивами, используемыми для удаления накипи.

Кроме того, эта уплотнительная прокладка должна обеспечивать для пользователя возможность простого и удобного выполнения манипуляций с держателем фильтра в процессе уплотнения засыпанной порции молотого кофе и в процессе отсоединения держателя фильтра после приготовления кофе. Простота и удобство выполнения этих манипуляций характеризуются относительно небольшой величиной момента трения держателя фильтра относительно носика кофеварки в процессе его присоединения и отсоединения.

В патентном документе ЕР 0564399, в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы изобретения, описана автоматическая машина для приготовления кофе, содержащая камеру настаивания, ограниченную органом закрытия, и подвижный поршень, приводимый в движение гидравлическим способом, для сжатия порции молотого кофе, причем этот поршень содержит кольцевую уплотнительную прокладку герметизации на своей боковой поверхности, находящуюся в контакте с внутренней поверхностью камеры настаивания. Недостатком такой уплотнительной прокладки является то, что момент трения между подвижным поршнем и камерой настаивания оказывается достаточно большим.

Поршень, содержащий скользящую уплотнительную прокладку, перекрывающую его наружную боковую поверхность, и кольцевую уплотнительную прокладку внутри, описан в патентном документе ЕР 0587035. Однако этот поршень предназначен для того, чтобы перемещаться внутри цилиндра автоматической машины для приготовления кофе с тем, чтобы подавать сжатый воздух в настаивающуюся смесь и, соответственно, форсировать переход кофейного настоя в чашку. Таким образом, этот поршень работает в условиях давления, сопоставимых с условиями атмосферного давления, то есть далеких от условий предлагаемого изобретения.

Известные в настоящее время технические решения не в полной мере удовлетворяют совокупности изложенных выше требований, а именно либо обеспечивается удовлетворительная герметичность, но величина момента трения является неприемлемой, либо этот момент трения имеет приемлемую величину, но не обеспечивается требуемая герметичность.

Цель данного изобретения состоит в том, чтобы предложить достаточно простое и эффективное техническое решение описанной выше проблемы.

Итак, предлагаемое изобретение касается кофеварки типа "экспрессо", содержащей поршень подачи горячей воды и держатель фильтра, предназначенный для размещения в нем соответствующей порции молотого кофе и имеющий цилиндрическую внутреннюю поверхность, причем упомянутый поршень подачи горячей воды и упомянутая внутренняя цилиндрическая поверхность держателя фильтра смонтированы с возможностью скольжения относительно друг друга, для того, чтобы обеспечить возможность необходимого уплотнения используемой порции молотого кофе перед прохождением через эту порцию кофе горячей воды под давлением, причем упомянутая боковая поверхность поршня подачи горячей воды содержит уплотнительную прокладку, предназначенную для обеспечения герметичности между этой боковой поверхностью и упомянутой внутренней цилиндрической поверхностью держателя фильтра в процессе экстракции кофе в том случае, когда объем, заключенный между держателем фильтра, поршнем подачи горячей воды и упомянутой уплотнительной прокладкой заполнен горячей водой под давлением, многократно превышающим атмосферное давление.

В соответствии с предлагаемым изобретением эта кофеварка отличается тем, что упомянутая уплотнительная прокладка образована двумя концентрическими кольцевыми элементами, причем внутренний из двух этих элементов изготовлен из некоторого упругого материала, а другой элемент, находящийся в непосредственном контакте с внутренней цилиндрической поверхностью держателя фильтра, изготовлен из материала, имеющего относительно малый коэффициент трения с боковой стенкой держателя фильтра.

Упомянутый выше элемент уплотнительной прокладки, изготовленный из материала с относительно малым коэффициентом трения, обеспечивает одновременно небольшую величину момента трения и достаточную герметичность между поршнем подачи горячей воды и держателем фильтра. В то же время недостаточная упругость этого внешнего элемента не позволяет ему на протяжении достаточно продолжительного времени надежно противостоять внешнему воздействию повышенного давления и герметичность, обеспечиваемая этим элементом, будет достаточно быстро нарушена вследствие его пластичности, без наличия некоторого второго элемента уплотнительной прокладки, изготовленного из материала с высокой степенью упругости.

Действительно, этот второй элемент уплотнительной прокладки вследствие своей достаточно высокой упругости позволяет, подкрепляя упомянутую часть прокладки с небольшим коэффициентом трения, устранить недостатки или слабости первого уплотнительного элемента.

В предпочтительном варианте реализации упомянутый внутренний элемент уплотнительной прокладки в соответствии с предлагаемым изобретением изготовлен из эластомерного материала.

В предпочтительном варианте реализации предлагаемого изобретения другой элемент уплотнительной прокладки, находящийся в непосредственном контакте с внутренней поверхностью держателя фильтра, изготовлен из фторсодержащего полимера, такого, например, как политетрафторэтилен.

В соответствии с предпочтительным вариантом реализации предлагаемого изобретения оба упомянутых кольцевых элемента уплотнительной прокладки размещены в специальной выемке, выполненной в боковой стенке поршня подачи горячей воды, причем элемент этой прокладки, выполненный из материала с относительно малым коэффициентом трения, слегка выступает за пределы этой специальной выемки.

В соответствии с предпочтительным вариантом реализации предлагаемого изобретения поршень подачи горячей воды установлен в верхней части держателя фильтра. При таком расположении уплотнительная прокладка определяет совместно с нижней частью поршня подачи горячей воды и совместно с внутренней поверхностью держателя фильтра некоторый объем, в котором уплотняется порция молотого кофе перед подачей горячей воды под давлением.

В соответствии с возможным вариантом реализации предлагаемого изобретения внутренний упругий элемент уплотнительной прокладки вставлен в канавку, выполненную на внутренней поверхности наружного элемента этой уплотнительной прокладки, изготовленного из материала с относительно малым коэффициентом трения. В соответствии с этим вариантом реализации в том случае, когда уплотнительная прокладка в целом уложена в канавку или кольцевой паз, выполненные на боковой стенке поршня, внутренний упругий элемент имеет только одну поверхность контакта с упомянутой канавкой. Это препятствует относительному скольжению внутреннего элемента уплотнительной прокладки по отношению к ее наружному элементу, в частности в процессе монтажа этой уплотнительной прокладки в упомянутую канавку.

Другие характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут лучше поняты из приведенного ниже описания не являющихся ограничительными примеров его реализации, где даются ссылки на приведенные в приложении фигуры, среди которых
- фиг. 1 представляет собой схематический вид в осевом разрезе поршня подачи горячей воды и держателя фильтра кофеварки типа "экспрессо" в соответствии с предлагаемым изобретением;
- фиг.2 представляет собой схематический вид в осевом разрезе поршня подачи горячей воды и держателя фильтра кофеварки типа "экспрессо", иллюстрирующий вариант реализации предлагаемого изобретения.

Как можно видеть на фиг.1, кофеварка типа "экспрессо" в соответствии с предлагаемым изобретением содержит резервуар для воды 1, насос 2, электронагревательный элемент 3 и поршень подачи горячей воды 4, располагающийся в верхней части держателя фильтра 5, содержащего внутреннюю цилиндрическую поверхность 6. Поршень подачи горячей воды 4 и внутренняя цилиндрическая поверхность 6 держателя фильтра смонтированы с возможностью скольжения друг относительно друга. В примере реализации предлагаемого изобретения, схематически представленном на фиг. 1, держатель фильтра 5 является подвижным в отношении восходящего винтового или спирального движения.

В соответствии с возможным вариантом реализации предлагаемого изобретения движение держателя фильтра по отношению к носику кофеварки является линейным.

На боковой поверхности 7 поршня 4 подачи горячей воды размещена составная уплотнительная прокладка 8, 9, предназначенная для обеспечения герметичности между этой боковой поверхностью 7 поршня и внутренней цилиндрической поверхностью 6 держателя фильтра 5.

В соответствии с предлагаемым изобретением упомянутая составная уплотнительная прокладка образована двумя концентрическими кольцевыми элементами 8 и 9. Внутренний элемент 8 этой уплотнительной прокладки изготовлен из некоторого упругого материала, а другой ее элемент 9, находящийся в непосредственном контакте с внутренней цилиндрической поверхностью 6 держателя фильтра 5, изготовлен из материала с относительно небольшим коэффициентом трения.

В предпочтительном варианте реализации упомянутый внутренний элемент 8 уплотнительной прокладки изготовлен из эластомера.

Также в предпочтительном варианте реализации другой элемент 9 этой уплотнительной прокладки, находящийся в непосредственном контакте с цилиндрической поверхностью 6, изготовлен из фторсодержащего полимера, например из политетрафторэтилена.

Как можно видеть на фиг.1, оба кольцевых элемента 8 и 9 уплотнительной прокладки уложены в канавку кольцевой формы, выполненную на боковой стенке поршня 4 подачи горячей воды. Элемент 9, изготовленный из материала с небольшим коэффициентом трения, слегка выступает из этой кольцевой канавки 10.

Описанное выше устройство в соответствии с предлагаемым изобретением функционирует следующим образом:
Прежде всего, перед экстракцией кофе пользователь должен засыпать в держатель фильтра 5 требуемое количество молотого кофе. Затем пользователь надевает этот держатель фильтра на поршень 4 кофеварки. В процессе этого надевания элемент 9 составной уплотнительной прокладки, обладающий малым коэффициентом трения, входит в контакт с цилиндрической частью 6 внутри держателя фильтра и вследствие свойств используемого в данном случае материала усилие, которое должен приложить пользователь для выполнения этой операции, оказывается достаточно малым.

В процессе экстракции кофе пространство, заключенное между держателем фильтра 5, поршнем 4 и составной уплотнительной прокладкой 8, 9, заполняется горячей водой под давлением, в несколько раз превышающим атмосферное давление.

Второй элемент 8 составной уплотнительной прокладки позволяет первому элементу 9, чувствительному к текучести под действием механического напряжения, удерживая этот элемент на месте, противостоять этому давлению без неприемлемой деформации.

После экстракции кофе пользователь снимает держатель фильтра 5 с носика 4 кофеварки.

В процессе выполнения этой операции элемент 9 составной уплотнительной прокладки, обладающий малым коэффициентом трения, остается в контакте с цилиндрической частью 6 внутренней полости держателя фильтра и вследствие особенностей используемого в данном случае материала усилие, которое должен приложить пользователь для выполнения этой операции, оказывается достаточно малым.

В варианте реализации предлагаемого изобретения, схематически представленном на фиг. 2, внутренний упругий элемент 8 составной уплотнительной прокладки, выполненный в форме тора, уложен во внутреннюю полость наружного элемента 9 этой уплотнительной прокладки, выполненного из материала с малым коэффициентом трения, который имеет поперечное сечение в виде горизонтально расположенной буквы U, причем эта составная уплотнительная прокладка в целом расположена в кольцевой канавке 10, выполненной на боковой стенке поршня 4. При этом наружный элемент 9 этой составной прокладки слегка выступает за пределы упомянутой кольцевой канавки 10.

Такое устройство составной уплотнительной прокладки обеспечивает ее наилучшее механическое поведение в заданных условиях, препятствуя относительному перемещению наружного элемента этой прокладки по отношению к ее внутреннему элементу, например, в процессе установки этой уплотнительной прокладки 8, 9 в кольцевую канавку 10 поршня.

В соответствии с предлагаемым изобретением высота элемента 8 уплотнительной прокладки составляет от 0,5 до 1,0 высоты элемента 9 этой прокладки.

Отношение толщины внутреннего элемента 8 составной уплотнительной прокладки к толщине ее наружного элемента имеет величину в диапазоне от 1 до 1,5: 1.

Обладающая такими размерными параметрами составная уплотнительная прокладка 8, 9 имеет хорошие герметизирующие свойства, демонстрируемые в процессе подачи горячей воды под давлением в пространство, определяемое этой уплотнительной прокладкой, держателем фильтра и поршнем, располагающимся в верхней части этого держателя фильтра, причем давление горячей воды в данном случае в несколько раз превышает атмосферное давление.

В то же время эта уплотнительная прокладка позволяет обеспечить надлежащее уплотнение порции молотого кофе перед прохождением горячей воды при относительно небольшом моменте трения в процессе скольжения держателя фильтра по отношению к поршню или поршня по отношению к держателю фильтра.

Разумеется, предлагаемое изобретение не ограничивается теми примерами его практической реализации, которые были описаны выше.

Так, элемент 8 составной уплотнительной прокладки вместо того, чтобы быть изготовленным из эластомера, может быть образован металлическим элементом, представляющим собой пружину, деформируемую в радиальном направлении, типа упругого элемента в форме сегмента или типа спиральной пружины в форме тора.

Или, в соответствии с возможным вариантом реализации предлагаемого изобретения, движение держателя фильтра относительно носика кофеварки может быть моторизованным и автоматическим.

Изобретение касается устройств для приготовления кофе. Держатель фильтра предназначен для размещения в нем порции молотого кофе и содержит внутреннюю цилиндрическую поверхность. Поршень подачи горячей воды и внутренняя цилиндрическая поверхность смонтированы с возможностью скольжения друг относительно друга. На боковой поверхности поршня установлена уплотнительная прокладка, предназначенная для обеспечения герметичности между этой боковой поверхностью и упомянутой внутренней цилиндрической поверхностью держателя фильтра. Упомянутая уплотнительная прокладка образована двумя концентрическими кольцевыми элементами, причем внутренний элемент этой уплотнительной прокладки изготовлен из упругого материала, а другой элемент этой прокладки, находящийся в непосредственном контакте с внутренней цилиндрической поверхностью держателя фильтра, изготовлен из материала с малым коэффициентом трения. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Кофеварка типа "экспрессо", содержащая поршень (4) подачи горячей воды и держатель фильтра (5), предназначенный для размещения в нем порции молотого кофе и имеющий внутреннюю цилиндрическую поверхность (6), причем этот поршень (4) подачи горячей воды и внутренняя цилиндрическая поверхность (6) смонтированы с возможностью скольжения относительно друг друга для того, чтобы обеспечить возможность уплотнения используемой порции молотого кофе перед прохождением через него горячей воды, и на боковой поверхности (7) этого поршня (4) установлена уплотнительная прокладка, предназначенная для обеспечения герметичности между этой боковой поверхностью (7) и внутренней цилиндрической поверхностью (6) держателя фильтра (5) в процессе экстракции кофе, когда пространство, заключенное между держателем фильтра (5), поршнем (4) подачи горячей воды и этой уплотнительной прокладкой, заполняется горячей водой под давлением, в несколько раз превышающим атмосферное давление, отличающаяся тем, что уплотнительная прокладка образована двумя кольцевыми концентрическими элементами (8, 9), причем внутренний элемент (8) изготовлен из упругого материала, наружный элемент (9), находящийся в непосредственном контакте с внутренней цилиндрической поверхностью (6) держателя фильтра (5), изготовлен из материала, обеспечивающего малый коэффициент трения, при этом что два этих кольцевых элемента (8, 9) размещены в канавке (10), выполненной в боковой стенке (7) поршня (4), причем элемент (9), изготовленный из материала с малым коэффициентом трения, слегка выступает за пределы канавки (10). 2. Кофеварка по п. 1, отличающаяся тем, что внутренний элемент (8) уплотнительной прокладки изготовлен из материала типа эластомера. 3. Кофеварка по любому из п. 1 или 2, отличающаяся тем, что наружный элемент (9) уплотнительной прокладки изготовлен из фторсодержащего полимера. 4. Кофеварка по п. 3, отличающаяся тем, что другой элемент (9) уплотнительной прокладки изготовлен из политетрафторэтилена. 5. Кофеварка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что упругий внутренний элемент (8) уплотнительной прокладки вставлен в канавку изнутри по отношению к наружному элементу (9), изготовленному из материала с малым коэффициентом трения, причем система, образующая эту уплотнительную прокладку, в целом размещена в канавке (10), выполненной на поршне (4).