УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ЗАМКНУТЫХ ПРОСТРАНСТВ, ДОЗИРОВАНИЯ ПИЩЕВОГО ПРОДУКТА И МАШИНА, ВКЛЮЧАЮЩАЯ В СЕБЯ УПОМЯНУТОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2014 года по МПК G01F11/24 A47J42/50 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области машин для приготовления напитков, в частности машин, способных приготовить напитки на основе кофе, включая сюда, но не ограничиваясь этим, кофемашины эспрессо для домашнего или профессионального использования, автоматические выдачные аппараты и тому подобное.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к совершенствованию кофемашин, в которых используются кофейные зерна, т.е. включающих в себя кофемолку, производящую молотый кофе из зерен, поступающих из емкости, однако оно также может быть отнесено и к машинам, в которых используется уже предварительно смолотый кофе.

Уровень техники

В области бытовой техники, равно как в профессиональной сфере и в области автоматических выдачных машин, часто используются ручные, полуавтоматические или автоматические машины, включающие в себя емкость для кофейных зерен, из которой при розливе напитка на основе кофе производится дозированная выдача определенного количества зерен, которые затем измельчаются в кофемолке. Полученный молотый кофе уплотняется в блоке заваривания, в котором с помощью пропускания горячей воды из молотого кофе извлекаются ароматы для производства напитков.

В зависимости от размеров емкости для зерен и от частоты использования машины качество сырья, т.е. кофейных зерен, из которых готовится напиток, может ухудшиться в связи с постепенным окислением обжаренных зерен при контакте с воздухом. Окисление оказывает отрицательное воздействие на органолептические свойства получаемого напитка. Похожие проблемы возникают и тогда, когда вместо емкости для кофейных зерен машина оснащена емкостью для молотого кофе. В этом случае проблемы окисления могут стать еще более крупными из-за большей контактной поверхности с окружающим воздухом молотого кофе по отношению к кофейным зернам.

Схожие проблемы могут возникнуть и при дозировании других продуктов питания, с тем же вышеупомянутым типом машин. В самом деле, эти машины могут быть оборудованы контурами выдачи молока для приготовления капучино, горячего молока, кофе с молоком и тому подобного. Также и в этом случае контакт пищи с воздухом может привести к ухудшению качества продукта.

Сущность изобретения

Один из объектов настоящего изобретения направлен на полное или частичное решение вышеупомянутой проблемы.

По существу, в соответствии с одним из вариантов осуществления, изобретение обеспечивает создание устройства отделения пространства и дозирования пищевых продуктов, в частности кофе, сопрягаемого с емкостью для пищевого продукта, оснащенного проходом для пищевого продукта к входу гнезда корпуса вращающегося дозирующего элемента. Гнездо также имеет выход для выдачи пищевого продукта, а дозирующий элемент имеет полый корпус с отверстием для подачи и доставки продуктов питания во внутреннюю полость вращающегося дозирующего элемента, так что при вращении упомянутого дозирующего элемента отверстие полого корпуса можно поочередно совмещать с входом или выходом гнезда, в котором размещен дозирующий элемент. Пищевой продукт поступает в полый объем дозирующего элемента, например, просто путем падения и после вращения примерно на 180° сбрасывается в бункер или другой расположенный ниже элемент для транспортировки на компоненты машины, расположенные ниже по технологической линии.

Таким образом, выполняется двойная функция выдачи заданных доз пищевого продукта при одновременном предотвращении или, во всяком случае, уменьшении взаимоотношений между пространством (емкостью), в котором находится пищевой продукт, и внешним или иным пространством, в которое выдается пищевой продукт. Это эффективно снижает, например, контакт между атмосферным кислородом и пищевым продуктом, хранящимся в емкости.

В некоторых вариантах осуществления пищевым продуктом, содержащимся в емкости, являются кофейные зерна, и дозирующее устройство выдает кофейные зерна дозированным образом в соединенную с ним кофемолку, которая производит помол и подает молотый кофе в блок заваривания. Согласно другим вариантам осуществления, емкость может содержать заранее смолотый кофе, и, соответственно, дозирующее устройство используется для выдачи молотого кофе непосредственно в нижерасположенный блок заваривания. В других вариантах осуществления емкость может содержать не только кофе, но и кофемолку. В этом случае кофе снова в зернах, но устройство отделения пространства и дозирования используется для выдачи предварительно смолотого кофе, например, путем подачи его непосредственно в блок заваривания.

В других вариантах осуществления устройство отделения пространства и дозирования может быть совмещено с емкостью для молока или другого продукта питания, содержащегося в машине выдачи напитков.

При таком типе размещения в емкости может поддерживаться контролируемая атмосфера, например, с высоким содержанием азота или другого инертного газа для предотвращения или, во всяком случае, ограничения окисления пищевого продукта. Степень влажности или другие характеристики атмосферы хранения пищевого продукта, например кофе в зернах или молотого кофе, также могут быть предпочтительно контролируемыми.

Дополнительные предпочтительные признаки и варианты осуществления устройства согласно изобретению указаны в приложенной формуле изобретения и будут более подробно описаны ниже со ссылкой на пример применения.

Дополнительный объект настоящего изобретения относится также к машине для приготовления напитков, в частности кофе, предпочтительно, но не обязательно автоматической кофемашине для приготовления эспрессо, которая содержит дозирующее устройство указанного выше типа.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет более понятно при изучении описания и сопровождающих чертежей, на которых представлен неограничительный вариант осуществления изобретения. Более конкретно:

на фигуре 1 представлена схема основных компонентов кофемашины, включающей в себя устройство согласно изобретению;

на фигуре 2 представлен увеличенный вид дозирующего устройства согласно изобретению;

на фигуре 3 представлен вид по линии III-III, показанной на фигуре 2;

на фигуре 4 представлен вид в разрезе по линии IV-IV, показанной на фигуре 2;

на фигуре 5 представлен вид в разрезе по линии V-V, показанной на фигуре 3.

Подробное описание варианта осуществления изобретения

Ниже описано применение изобретения для дозирования кофейных зерен и разделения пространства между емкостью для кофе и внешним пространством. Однако, как отмечалось во введении к настоящему описанию, изобретение может быть применено и в других обстоятельствах, где необходимо отделить пространство, содержащее пищевой продукт, от внешнего пространства, или в любом случае от другого пространства, отличного от того, в котором хранится пищевой продукт.

На фигуре 1 узел основных элементов кофемашины, ограниченный теми частями, что необходимы для уяснения настоящего изобретения, обозначен в целом ссылочной позицией 1. Ссылочная позиция 3 обозначает блок заваривания как таковой, с питающим бункером 3А, в который засыпают молотый кофе для приготовления напитка. Ссылочная позиция 3B обозначает патрубок для выдачи напитка, выровненный с поверхностью 5, на которую может быть установлен стакан или чашка T для налива в нее напитка.

Поступающий в блок 3 заваривания молотый кофе производится из кофейных зерен, содержащихся в емкости 7, преимущественно оснащенной средствами герметичной укупорки и/или соединенной с системой для создания и поддержания контролируемой атмосферы внутри емкости 7.

Под емкостью 7 размещается устройство 9 отделения пространства и дозирования, т.е. устройство для дозированной подачи заданного количества кофейных зерен в горловину 11 кофемолки 13, приводной электродвигатель которой обозначен ссылочной позицией 15. Ссылочная позиция 9X обозначает общий интерфейс, т.е. взаимное соединение между емкостью 7 и устройством 9. Следует понимать, что этот интерфейс может принимать любую приемлемую форму, например, он может быть каналом, имеющим даже значительную длину.

Как будет понятно из нижеследующего описания, это устройство 9 называется устройством отделения пространства, так как позволяет получить некоторую степень разделения между внутренним объемом емкости 7 (или другим пространством, с которым сопряжено устройство 9) и внешним пространством.

Различные элементы и приводы, связанные с вышеописанными компонентами, соответствующим образом управляются с помощью блока управления, которым оснащена кофемашина 1 (не показан). Блок управления осуществляет управление устройством 9 отделения пространства и дозирования в порядке, описанном ниже, а также двигателем 15 кофемолки 13 и блоком 3 заваривания, причем этими последними агрегатами он управляет известным способом, который здесь подробно не описан.

Устройство 9 отделения пространства и дозирования имеет функции дозированной подачи заранее заданного или установленного пользователем количества кофе на кофемолку 13 путем отбора упомянутых кофейных зерен из емкости 7, предотвращая попадание атмосферного кислорода в емкость, что может вызвать окислительные повреждения кофе, хранящего в емкости 7, или, во всяком случае, ограничивая попадание кислорода в емкость.

Для этого устройство 9 отделения пространства и дозирования по существу имеет структуру, показанную более подробно на фигурах 2-5. Устройство 9 отделения пространства и дозирования содержит гнездо 21 с входом 21A для подачи кофейных зерен, поступающих из емкости 7, внутри гнезда 21 корпуса. Упомянутое гнездо имеет также выход 21В для кофейных зерен. Внутри гнезда 21 корпуса расположен дозирующий элемент 23, вращающийся вокруг оси A-A в порядке, описанном ниже. Дозирующий элемент 23 содержит полый корпус с внутренним объемом 23A и отверстием 23В для загрузки и выдачи кофейных зерен. Дозирующий элемент 23 может вращаться в корпусе 21 вокруг оси А-А благодаря форме своего тела вращения. Форма дозирующего элемента может быть по существу цилиндрической или предпочтительно по существу сферической, хотя возможны и другие формы при условии, что они пригодны для взаимодействия с уплотнениями 25 и 27, расположенными вокруг входа 21А и выхода 21В корпуса 21.

Как показано, в частности, на фигуре 5, в представленном варианте осуществления дозирующий элемент 23 соединен с приводным валом 29, который, в свою очередь, может быть подключен к приводу, например электрическому двигателю или рычагу, маховику или другому элементу с ручным управлением, при помощи которого достигается вращение дозирующего элемента вокруг оси А-А, в целях, описанных ниже.

Согласно некоторым вариантам осуществления, внутренний объем гнезда 21 корпуса, в котором вращается дозирующий элемент 23, может быть соединен с всасывающим каналом 31, который, в свою очередь, подключен к вакуумной линии с всасывающим вентилятором. Согласно другим вариантам осуществления, внутренний объем гнезда 21 корпуса может быть соединен с линией подачи инертного газа, например азота. Канал 31 ведет в 31А (фигура 5), в полость гнезда 21 корпуса, в котором вращательно расположен дозирующий элемент 23.

Работа вышеописанного устройства 9 отделения пространства и дозирования заключается в следующем. Как упоминалось ранее, емкость 7 предпочтительно представляет собой воздухонепроницаемую емкость и/или емкость, соединенную с системами, которые поддерживают в ней контролируемую атмосферу, например, преимущественно состоящую из азота или другого инертного газа. Это имеет целью хранение кофейных зерен в оптимальном состоянии внутри емкости.

Когда емкости 7 не нужно производить выдачу кофе, устройство 9 отделения пространства и дозирования может принять положение, показанное на фигуре 4, при этом проход 7A, который соединяет емкость 7 с отверстием 21A и с гнездом 21, изолирован от выхода 21В гнезда 21 дозирующим элементом 23, который действует как затвор. Герметичность обеспечивается уплотнительными кольцами 25 и 27, которые окружают вход 21А и выход 21В из гнезда 21 корпуса. Внутри объема гнезда 21 для создания контролируемой атмосферы может находиться инертный газ, например азот или другой подходящий газ, или же определенной степени вакуум может быть получен за счет всасывания через канал 31.

Когда пользователю нужно налить одну или несколько чашек кофе, дозирующий элемент 32 поворачивается так, чтобы его отверстие 23B первоначально выровнялось с входом 21A и проходом 7A. Таким образом, внутренний объем полого корпуса, образованный дозирующим элементом 23, заполняется зернами, которые просто падают из емкости 7. Последующее вращение на 180° дозирующего элемента 23 относительно оси А-А приводит к выравниванию отверстия 23B с выходом 21В гнезда 21, так что зерна, собранные внутри полого объема 23A дозирующего элемента 23, падают под действием силы тяжести в бункер (загрузочная воронка) 11 кофемолки 13. В зависимости от размера полого объема 23A дозирующего элемента 23 и/или заданного количества кофейных зерен, которое нужно подать, и/или требуемого количества чашек кофе цикл варки может потребовать от дозирующего элемента 23 неоднократного вращения, например двух или трех раз, до тех пор, пока количество кофейных зерен в бункере 11 кофемолки 13 не станет достаточным. Вращение может представлять собой вращение на 360° или попеременное вращение на 180°, т.е. дозирующий элемент может вращаться в непрерывном или переменном режиме.

За счет уплотнительных колец 25 и 27, которые соответствуют форме гнезда 21 корпуса и дозирующего элемента 23, этот цикл выдачи с одиночным вращением или несколькими вращениями минимизирует поступление воздуха в емкость 7, которая, таким образом, остается в оптимальных условиях в отношении состава содержащейся в ней контролируемой атмосферы. Соответственно, условия хранения кофе в емкости 7 значительно улучшены по отношению к обычным емкостям, которые полностью погружены в атмосферу.

Использование всасывающего канала 31, или канала 31, который подает инертный газ в гнездо 21 корпуса и соответственно в полый объем 23A дозирующего элемента 23, может обеспечить дальнейшее улучшение условий хранения кофе внутри емкости 7. В самом деле, в этом случае воздух, проникающий в полое отделение 23A дозирующего элемента 23, когда тот вращается вниз, с тем чтобы повернуть отверстие 23В к выходу 21В, высасывается наружу или вытесняется и заменяется инертным газом, после того как кофе был подан через выход 21B, при этом дозирующий элемент 23 снова вращается и занимает промежуточное положение, показанное на фигуре 4 (или положение, повернутое к нему на 180°), перед тем как занять последующее положение загрузки, в котором отверстие 23B дозирующего элемента 23 снова выравнивается с входом 21A и с проходом 7А и, следовательно, соединяется с емкостью 7.

В конечном счете, устройство 9 отделения пространства и дозирования значительно улучшает условия хранения кофе в емкости 7 даже в течение длительного времени, предотвращая или, во всяком случае, заметно уменьшая его окисление. Оно также может быть полезно для правильной дозировки количества кофе, требующегося для каждого отдельного цикла дозирования.

Как упоминалось ранее, в других вариантах осуществления кофемолка 13, которая в показанном примере находится ниже по технологической линии от устройства отделения пространства и дозирования, может быть размещена внутри емкости 7, которая в данном случае должна иметь соответствующие размеры. Таким образом, становится возможным предотвратить или, во всяком случае, ограничить окисление молотого кофе, который остается в кофемолке.

Понятно, что на чертежах показан лишь один пример, который приведен просто как практическая демонстрация изобретения, формы и компоновки которого могут варьироваться в пределах сущности и объема концепции, лежащей в основе изобретения. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения приводятся для облегчения прочтения формулы изобретения со ссылкой на описание и чертеж и не ограничивают объем патентной защиты, представленный в формуле изобретения.

Изобретение относится к средствам для приготовления и дозирования напитков. Сущность: устройство отделения пространства и дозирования пищевого продукта, которое может быть связано с емкостью для пищевого продукта, содержит дозирующий элемент (23), расположенный в гнезде (21). Гнездо (21) оснащено входом (21А) для подачи пищевого продукта и выходом (21В) для выдачи пищевого продукта. Дозирующий элемент (23) вращается в гнезде (21) и имеет полый корпус (23А) с отверстием (23В) для загрузки и выдачи пищевого продукта. Вращение дозирующего элемента (23) выравнивает отверстие (23В) полого корпуса (23А) поочередно с входом (21А) или выходом (21В) гнезда (21). Гнездо (21) имеет канал, предназначенный для управления атмосферой как в самом гнезде (21), так и в полом корпусе (23А). Технический результат: улучшение качества продукта. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство отделения пространства и дозирования пищевого продукта, которое может быть связано с емкостью для пищевого продукта, при этом упомянутое устройство содержит дозирующий элемент (23), расположенный в гнезде (21), оснащенном входом (21А) для подачи пищевого продукта и выходом (21В) для выдачи пищевого продукта, причем упомянутый дозирующий элемент (23) вращается в упомянутом гнезде (21) и имеет полый корпус (23А) с отверстием (23В) для загрузки и выдачи пищевого продукта, причем вращение упомянутого дозирующего элемента выравнивает отверстие (23В) полого корпуса (23А) поочередно с входом (21А) или выходом (21В) упомянутого гнезда (21), отличающееся тем, что упомянутое гнездо имеет соединение (31) с линией управления для управления атмосферой в упомянутом гнезде (21) и упомянутом полом корпусе.

2. Устройство по п.1, содержащее уплотнительные элементы (25, 27) между упомянутым гнездом (21) и упомянутым вращающимся дозирующим элементом (23) для отделения входа (21А) и выхода (21В) упомянутого гнезда (21).

3. Устройство по п.2, в котором упомянутые уплотнительные элементы содержат первую прокладку (25), окружающую вход (21А), и вторую прокладку (27), окружающую выход (21В) упомянутого гнезда (21), при этом вращающийся дозирующий элемент (23) имеет наружную поверхность, находящуюся в контакте с упомянутыми первой и второй прокладками (25, 27) и скользящую по ним при вращении упомянутого дозирующего элемента (23) в упомянутом гнезде (21).

4. Устройство по любому из пп.1-3, в котором упомянутый вращающийся дозирующий элемент (23) имеет форму тела вращения.

5. Устройство по п.4, в котором упомянутый вращающийся дозирующий элемент (23) имеет полую по существу сферическую форму.

6. Устройство по любому из пп.1-3, в котором упомянутая линия представляет собой всасывающую линию.

7. Устройство по любому из пп.1-3, в котором упомянутая линия представляет собой линию подачи инертного газа.

8. Устройство по любому из пп.1-3, связанное с вакуумом или системой управления атмосферой.

9. Машина для приготовления напитка, содержащая по меньшей мере одну емкость (7) для пищевого продукта и устройство (9) отделения пространства и дозирования по одному или более предшествующим пунктам.

10. Машина по п.9 для приготовления кофе.

11. Машина по п.10, содержащая блок (13) помола кофе, который получает кофейные зерна из упомянутого дозирующего устройства (9) и подает молотый кофе, полученный путем перемалывания упомянутых кофейных зерен, в блок (3) заваривания.