ФИЛЬТР С ЦЕНТРИРОВАНИЕМ Российский патент 2024 года по МПК B01D27/08 B01D35/27 

Изобретение относится к фильтрующему патрону согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.

В бытовых устройствах, предусматривающих наличие воды и снабженных водным резервуаром, в частности, машинах для приготовления напитков, таких как кофеварки, чаеварки и т.п., как правило, имеются фильтрующие патроны для повышения качества воды в соответствии с целевым назначением. В таких фильтрующих патронах часто применяют фильтрующие среды для умягчения воды, например, ионообменную смолу, или для улучшения вкуса, например, активированный уголь. В сочетании с фильтрующими средами также предусматривается дозированное введение добавок, например, благоприятных для здоровья или улучшающих вкус, например, добавление минералов или витаминов и т.д.

Водные резервуары таких машин известного уровня техники обычно снабжены расположенными на дне резервуара соединительными элементами с кольцеобразной уплотнительной поверхностью для герметичного соединения с соединительным элементом фильтрующего патрона, предусмотренным в данном водном резервуаре, которая окружает сквозное отверстие в дне резервуара, обеспечивающее протекание воды из фильтрующего патрона и водного резервуара в бытовое устройство.

В документах ЕР 2138078 А1 и WO 2008/0174 92 описаны водные резервуары и фильтрующие патроны с наружными центрирующими элементами

Другие водные резервуары и фильтрующие патроны описаны, например, в документах DE 102004050877 А1, ЕР 1867626 А1 и DE 19717056 С2.

В указанных документах описаны различные способы фиксации фильтрующего патрона на дне резервуара, например, при помощи уплотнения, снабженного пружинящим кантом, байонетного соединения или винтового затвора.

Недостатком винтового и байонетного соединения является то, что при установлении соединения вращательное движение накладывается на поступательное движение, что в узких водных резервуарах трудноосуществимо и требует соответствующих устойчивых к нагрузке эластичных уплотнений.

Пружинящий кант хотя и обеспечивает простоту установки фильтрующего патрона посредством линейного толкательного движения, все-таки связан с ограничениями в отношении придания формы уплотнительной поверхности.

Таким образом, задачей изобретения является обеспечение фильтрующего патрона и соответствующего водного резервуара без указанных недостатков.

Эта задача решена в отношении фильтрующего патрона согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения посредством отличительных признаков.

Далее элементы, относящиеся к водному резервуару, имеют в своем названии концевой компонент «резервуара», а элементы, относящиеся к фильтрующему патрону, имеют в своем названии концевой компонент «фильтра». Отличительные признаки

предпочтительных вариантов осуществления и усовершенствованных вариантов изобретения далее описаны в таком ключе, что их наличие не обязательно, но они могут иметь место.

Соответствующий изобретению фильтрующий патрон имеет корпус фильтра, стенка которого отделяет внутреннюю сторону корпуса от наружной стороны корпуса, при этом предусмотрено наличие открытого при функционировании фильтрующего патрона в окружающую корпус фильтра среду впускного отверстия фильтра. Этим фильтрующий патрон отличается от фильтрующих устройств, корпус которых предусматривает герметичное соединение с водопроводом и, таким образом, встроен в водопроводную сеть.

Кроме этого, в соответствующем изобретению фильтрующем патроне после выпускного отверстия фильтра относительно направления потока во время работы имеется устройство для подачи воды во внутреннее пространство корпуса фильтра, которое включает, по меньшей мере, одну фильтровальную камеру, снабженную по меньшей мере одной фильтрующей средой, и оканчивается выпускным отверстием фильтра для отведения воды из фильтрующего патрона. Кроме этого, предусмотрено наличие кольцеобразного соединительного элемента для соединения фильтрующего патрона с водным резервуаром.

Поставленная выше задача решена исходя из такого фильтрующего патрона и соответствующего водного резервуара согласно ограничительной части п. 1 и п. 10 формулы изобретения посредством отличительных признаков.

Соответственно этому, в фильтрующем патроне настоящего изобретения внутри уплотнительной поверхности соединительного элемента фильтра предусмотрено наличие направляющей структуры на стороне фильтра для приема центрирующего элемента на стороне резервуара с целью фиксации фильтрующего патрона. Таким образом, позиционирование и фиксация осуществляется просто при помощи выступающего из дна центрирующего элемента. Поскольку сама уплотнительная поверхность может быть выполнена независимо от такого центрирующего элемента, обеспечивается значительная конструктивная свобода в отношении конфигурации как уплотнительной поверхности или уплотнения, так и центрирующего элемента.

Направляющая структура на стороне фильтра, предназначенная для приема центрирующего элемента при установке фильтрующего патрона в водный резервуар образует выпускную линию фильтрующего патрона, которая расположена по потоку ниже участка фильтрации. Благодаря тому, что направляющая структура на стороне фильтра выполняет две функции и помимо фиксации служит также для подачи воды, этот вариант осуществления является компактным.

Направляющая структура на стороне фильтра в некоторых вариантах осуществления имеет один или несколько направляющих скосов, наклоненных относительно рабочего положения фильтрующего патрона. Такие наклонные направляющие элементы удобны для облегчения позиционирования фильтрующего патрона при монтаже, поскольку соответствующий упор центрирующего элемента на стороне резервуара соскальзывает с направляющего скоса, тем самым, фильтрующий патрон направляется в конечное положение. Также может быть предусмотрено наличие нескольких направляющих скосов.

Предпочтительно, направляющий скос или направляющие скосы облегчают центрирование относительно центральной оси

направляющей структуры на стороне фильтра так, что направляющая структура центрируется при установке на имеющий соответствующую форму центрирующий элемент на стороне резервуара.

Направляющая структура на стороне фильтра может быть выполнена и расположена соосно уплотнительной поверхности фильтра, окружающей направляющую структуру. Такое центральное расположение позволяет равномерно распределить поток воды через открытое проточное поперечное сечение у направляющей структуры на стороне фильтра.

Направляющая структура на стороне фильтра может иметь, например, одну или несколько направляющих поверхностей, идущих параллельно центральной оси А, и/или одну или несколько наклонных относительно нее направляющих поверхностей. На наклонной направляющей поверхности фильтрующий патрон при надевании на центрирующий элемент на стороне резервуара может сначала центрироваться, после чего может быть сдвинут дальше при помощи параллельной оси направляющей поверхности, сохраняя центральную ориентацию, например, для установления герметичного и/или фиксирующего соединения с геометрическим замыканием с уплотнительной и/или фиксирующей поверхностью.

При этом, предпочтительно, в направляющей структуре на стороне фильтра имеется стопор или фиксатор. Благодаря этому возможны варианты осуществления, которые полностью или частично удерживаются внутри, так что наружное средство фиксации может отсутствовать или, по меньшей мере, может быть упрощено.

При этом, предпочтительно, в направляющей структуре на стороне фильтра имеется приемное гнездо для вставного элемента клапана резервуара, проходящего сквозь центрирующий элемент на стороне резервуара. Вставной элемент должен быть размещен в направляющей структуре фильтрующего патрона подвижно и при монтаже фильтрующего патрона не должен обездвиживаться, поскольку в противном случае нарушается функционирование клапана резервуара. Вставной элемент служит для дополнительной кодификации с целью предотвращения использования ненадлежащего фильтрующего патрона.

Кроме этого, выгодно, если центрирующий элемент на стороне резервуара и клапан резервуара согласуются друг с другом так, что обеспечивается кодификация клапана резервуара центрирующим элементом. Резервуар с выполненным таким образом клапаном может быть задействован только в сочетании с соответствующим центрирующим элементом. В одном из конкретных вариантов осуществления изобретения вставной элемент клапана резервуара входит в проходное отверстие центрирующего элемента.

Направляющая структура фильтрующего патрона может включать одну или несколько направляющих канавок для приема структуры на стороне резервуара. Благодаря этому при центрировании и фиксации фильтра образуется структура типа «паз и шпонка», так что фиксируется и угловое положение фильтрующего патрона. К тому же, это дает дополнительную возможность кодификации.

В одной или нескольких направляющих канавках направляющей структуры на стороне фильтра также может быть выполнен один или несколько направляющих скосов для приема структуры на стороне резервуара.

Водный резервуар для бытового устройства, согласующийся с одним из описанных выше фильтрующих патронов, как упомянуто во вступлении, имеет дно резервуара, при этом на дне резервуара предусмотрено наличие кольцеобразной уплотнительной поверхности резервуара для герметичного присоединения фильтрующего патрона, которая охватывает сквозное отверстие в дне резервуара, предназначенное для потока воды из фильтрующего патрона через стенку дна резервуара в бытовое устройство. Кроме этого, внутри уплотнительной поверхности резервуара предусматривается наличие выступающего из дна резервуара в направлении рабочего положения фильтрующего патрона центрирующего элемента, вставляемого в направляющую структуру фильтрующего патрона.

При этом, на центрирующем элементе имеется, по меньшей мере, одно проходное отверстие для воды, протекающей из фильтрующего патрона через направляющую структуру надетого фильтрующего патрона в сквозное отверстие резервуара. Благодаря этому центрирующий элемент может, по меньшей мере частично, прилегать ко внутренней стенке направляющей структуры на стороне фильтра, не препятствуя потоку воды.

Уплотнительная поверхность резервуара, предпочтительно, выполнена и размещена отдельно от центрирующего элемента, поэтому эти два элемента могут разрабатываться совершенно независимо друг от друга и не влиять друг на друга.

Возможность наличия одного или нескольких проходных отверстий для воды обеспечивается, например, за счет того, что центрирующий элемент включает ориентированные в направлении потока воды при функционировании ребра, пространство между которыми образует проходное отверстие для воды. Ребра могут прилегать снаружи в радиальном направлении к направляющей структуре на стороне фильтра.

Если центрирующий элемент выполнен имеющим ребра, расположенные в форме звезды, обеспечивается равномерное распределение открытого поперечного сечения потока воды и, одновременно, равномерное прилегание по периметру, тем самым, фиксация направляющей структуры фильтрующего патрона.

По меньшей мере, одно, предпочтительно, несколько или все ребра центрирующего элемента снабжены в верхней части скосом для направления направляющей структуры на стороне фильтра при монтаже фильтрующего патрона. Направляющий скос или направляющие скосы могут взаимодействовать с одним или несколькими соответствующими направляющими скосами направляющей структуры фильтрующего патрона. Кроме этого, может предусматриваться наличие, по меньшей мере, одной идущей параллельно центральной оси направляющей поверхности центрирующего элемента для ориентированного по оси направления уже центрированного фильтрующего патрона при последующем надевании и/или вкладывании.

Кроме этого, на центрирующем элементе может находиться стопор или фиксатор, согласующийся с соответствующим стопором или фиксатором направляющей структуры фильтрующего патрона.

Кроме этого, является предпочтительным, чтобы центрирующий элемент был размещен на зажимном кольце для крепления на дне резервуара. Благодаря этому возможно применение разных зажимных колец со специальными центрирующими элементами на резервуарах одинаковой конструкции, которые, таким образом, могут быть адаптированы для разных бытовых устройств, таких как машины для приготовления напитков и т.д.

Примеры осуществления изобретения представлены на чертежах и далее пояснены более подробно со ссылкой на фигуры.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В частности, на фигурах представлено:

Фиг. 1 - вид в перспективе дна резервуара с установленным фильтрующим патроном согласно известному уровню техники,

Фиг. 2 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей дна резервуара с центрирующим элементом и зажимным кольцом,

Фиг. 3 - вид в перспективе дна резервуара согласно фиг. 2 со вставленным центрирующим элементом и вставленным зажимным кольцом,

Фиг. 4 - вид сверху дна резервуара согласно фиг. 2 и 3,

Фиг. 5 - вид сбоку в перспективе соединительной области фильтрующего патрона,

Фиг. 6 - вид в перспективе соединительной области фильтрующего патрона наискосок снизу,

Фиг. 7 - вид в перспективе срезанного на высоте соединительного штуцера фильтрующего патрона, вставленного в дно резервуара,

Фиг. 8 - вид в перспективе срезанного на высоте направляющих канавок фильтрующего патрона, вставленного в дно резервуара,

Фиг. 9 - вид в перспективе фильтрующего патрона, вставленного в дно резервуара,

Фиг. 10 - вид в перспективе центрирующего элемента,

Фиг. 11 - вид в разрезе дна резервуара без фильтрующего патрона при открытом клапане водного резервуара,

Фиг. 11а и b - увеличенные изображения двух частей фиг. 11 для пояснения закрывающегося байпасного канала в уплотнении резервуара,

Фиг. 12 - вид в разрезе дна резервуара согласно фиг. 11 со вставленным фильтрующим патроном,

Фиг. 12а - увеличенное изображение части фиг. 12 для пояснения закрытого байпасного канала,

Фиг. 13 - схематичный вид спереди соответствующего изобретению соединительного штуцера фильтра,

Фиг. 13а - увеличенное изображения части фиг. 13 и

Фиг. 14 - фрагмент, демонстрирующий соединительную область фильтрующего патрона для пояснения направляющего средства, образуемого скашиванием направляющего ребра.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 показана традиционная конструкция водного резервуара 1 машины для приготовления напитков, такой как кофеварка, например, автомат для приготовления и продажи кофе известного уровня техники. Водный резервуар 1 включает дно 2 резервуара и частично показанные штриховыми линиями стенки 3 водного резервуара. В водном резервуаре 1 установлен фильтрующий патрон 4, включающий корпус 5 фильтра. Соединение между дном 2 резервуара и фильтрующим патроном 4 обеспечивается посредством соединительного элемента 6 резервуара со стороны водного резервуара и соединительного элемента 7 фильтра со стороны фильтра.

Фильтрующий патрон 4 находится во внутреннем пространстве 8 водного резервуара 1, то есть, при работе устройства он полностью или частично находится в воде, запас которой имеется в водном резервуаре 1. Снизу из водного резервуара 1 выступает соединительный штуцер 9 водного резервуара 1 для присоединения водного резервуара 1 к машине для приготовления напитков, которая на чертеже не показана.

На фиг. 2 изображен круглый вырез дна 2 резервуара, при этом имеется зажимное кольцо 10 и центрирующий элемент 11, вкладываемые в углубление 12 дна 2 резервуара. На фиг. 2 также показан корпус 13 клапана резервуара с уплотнением 14, выполненным в форме кольцевого уплотнения, из которого вверх выступают два стержня 15. Зажимное кольцо 10 снабжено эластомерным уплотнением 16.

На фиг. 3 и 4 зажимное кольцо 10 и центрирующий элемент показаны вставленными в дно 2 резервуара. Можно видеть, что стержни 15 могут проходить сквозь центрирующий элемент и, таким образом, представлять собой элемент кодификации для соблюдения соответствия водного резервуара и соединительного элемента машины, который при установке водного резервуара может приводить в действие корпус 13 клапана резервуара. Кроме этого, на фиг. 4 хорошо видно, что эластомерное уплотнение 16, образующее уплотнение 17 резервуара, представляет собой кольцевое уплотнение переменного радиуса R относительно центральной оси А, так что образующая уплотнительную поверхность 18 резервуара внутренняя поверхность уплотнения 17 резервуара имеет радиальные вогнутости 19 и радиальные выпуклости 20. Первая уплотнительная поверхность 18 резервуара одновременно является фиксирующей поверхностью резервуара.

На фиг. 5 показана соединительная область 21 фильтрующего патрона 22. Соединительный штуцер 23 фильтра образует кольцо, окруженное наружным кольцом 2 4 с идущими вдоль оси выступами 25 и впадинами 26. Между внутренним кольцом 2 3 и наружным кольцом 24 находится кольцеобразный сетчатый впуск 27, через который в фильтрующий патрон поступает вода. Наружная поверхность 28 и внутренняя поверхность 68 соединительного штуцера 23 фильтра снабжены соответствующими уплотнительной поверхности 18 резервуара выпуклостями 29 и вогнутостями 30. Наружная поверхность 28 и/или внутренняя поверхность 68 соединительного штуцера 23 фильтра могут одновременно выполнять функцию фиксирующей поверхности фильтра.

На виде, представленном на фиг. 6, помимо описанных выше частей соединительной области 21 фильтрующего патрона 22 показана конфигурация направляющей структуры 31 фильтрующего патрона 22, предназначенной для приема центрирующего элемента 11. Направляющая структура включает направляющие канавки 32, расположенные соосно граням 33 многогранного кольца 34, в данном случае, например, шесть направляющих канавок, соосных шести граням кольца в форме шестиугольника. На представленном на фиг. 7 изображении в разрезе при взгляде сверху плоскость разреза проходит через многогранное кольцо 34.

Снизу вверх во внутреннее пространство фильтрующего патрона входят внутренние изгибы 35, лежащие между гранями 33 и направляющими канавками 32. Внутренние изгибы 35 образуют боковые стенки 36 направляющих канавок 32. Благодаря изогнутой форме стенки 36 направляющих канавок 32 сужаются как в осевом направлении снизу вверх (относительно рабочего положения), так и в радиальном направлении изнутри наружу. На представленном на фиг. 8 изображении в разрезе при взгляде сверху плоскость разреза проходит на высоте, где направляющие канавки 32 уже отчетливо выражены. По центру ко внутреннему пространству примыкает напорная линия, по которой поступающая в фильтрующий патрон 22 вода направляется вверх к участку фильтрации.

На фиг. 9 показан фильтрующий патрон 22 в целом, который снабжен корпусом 37 фильтра, имеющим необязательное боковое дозирующее отверстие 38 и описанное соединение для воды на стороне дна. Необязательное дозирующее отверстие 38 предусматривается только в случае фильтрующего патрона, также предназначенного для ведения в воду добавок, например, минералов, витаминов и т.д. из имеющейся в корпусе 37 фильтра дозирующей камеры. Поскольку такая дозирующая камера внутри корпуса 37 фильтра закрыта по отношению к участку фильтрации, этот аспект не имеет значения с точки зрения фильтрации. Соответствующий изобретению фильтрующий патрон также может быть выполнен просто без дозирующей камеры и соответствующего дозирующего отверстия 38. На фиг. 9, прежде всего, можно видеть рабочее положение, к которому относятся сведения, приводимые выше и ниже в настоящем описании.

На фиг. 10 представлен вид в перспективе центрирующего элемента 11. Центрирующий элемент снабжен опорной пластиной 39, которая в смонтированном состоянии лежит в приемном гнезде эластомерного уплотнения и упирается в него боковыми сторонами. От опорной пластины 3 9 вверх выступает центрирующий сердечник 40, имеющий кольцеобразную наружную поверхность 41, которая образует вторую фиксирующую поверхность резервуара. Наружная поверхность 41 имеет вдоль своей окружности переменный радиус относительно центральной оси А, таким образом, наружная поверхность 41 имеет радиальные вогнутости 42 и выпуклости 43. Следовательно, наружная поверхность 41 согласуется с соответствующей формой соединительного штуцера 23 фильтра.

Для более полного согласования вогнутости 42 и выпуклости 43 наружной поверхности 41 выполнены периодически колеблющимися по линии окружности и имеют округлую форму. В показанном варианте осуществления в соответствии с представленным вариантом осуществления фильтрующего патрона 22 на линии круга диаметром менее 3 см предусмотрено наличие шести вогнутостей 42 и шести выпуклостей 43. Для согласования с другим фильтрующим патроном наружную поверхность 41 или вторую фиксирующую поверхность резервуара следует изменить соответствующим образом.

В результате такого согласования формы наружной поверхности 41 центрирующего сердечника 11 в смонтированном состоянии открытой остается только кольцеобразная щель между наружной поверхностью 41 и эластомерным уплотнением 16 для введения соединительного штуцера 23 фильтра. Благодаря этому достигается дополнительная кодификация, препятствующая применению

ненадлежащего фильтрующего патрона. Кроме этого, таким образом возможна опора соединительного штуцера 23 фильтра внутренней стороной на наружную поверхность 41 центрирующего сердечника. Следовательно, прижимающее давление соединительного штуцера фильтра на эластомерное уплотнение 16 вдоль переменной формы может быть равномерно увеличено по всей окружности.

Над кольцеобразной наружной поверхностью имеется, по меньшей мере, один выступающий вверх зубец 44. Один или несколько зубцов 44 выполнены на ступени 45 центрирующего сердечника 40. Кроме этого, в соответствии с формой наружной поверхности 41 на некотором расстоянии от зубцов 44 возвышения 46 относительно ступени 45 выполнены таким образом, что между зубцами и возвышениями 46 остается свободное пространство 47. Зубец или зубцы 44 и/или возвышения 46 могут препятствовать применению уплотнения в нарушение кодификации. Над наружной поверхностью 41 также имеется сквозное отверстие 48, которое в смонтированном состоянии центрирующего элемента 11 ведет в сквозное отверстие резервуара. Через сквозное отверстие 48 отфильтрованная в фильтрующем патроне 22 вода может быть отведена из водного резервуара.

В опорной плите 39 под наружной поверхностью 41 имеется одно или несколько сквозных донных отверстий 49. Через донные отверстия из водного резервуара может быть отведена неотфильтрованная вода. Под возвышениями 46 внутри стенки с наружной поверхностью 41 имеется свободное пространство 50 для размещения корпуса 13 клапана резервуара.

Над кольцеобразной наружной поверхностью 41 имеются направляющие ребра 51, которые, как в представленном примере осуществления, могут быть скошены сверху. Образующиеся таким образом направляющие скосы 52 облегчают введение направляющих ребер 51 в направляющие канавки 32 фильтрующего патрона 22. На виде в разрезе фиг. 8 хорошо видны направляющие скосы 52 направляющих ребер 51 в насаженном фильтрующем патроне 22.

На фиг. 11, 11а, 11b, 12 и 12а детали водного резервуара 1, предназначенные для присоединения фильтрующего патрона, показаны в собранном виде без фильтрующего патрона 22 или с фильтрующим патроном 22. Зажимное кольцо 10 снабжено фиксирующим выступом 53, который обеспечивает его закрепление на дне 2 резервуара и которым оно упирается в ребро 54 дна водного резервуара. Эластомерное уплотнение 16 имеет донный участок 55, который взаимодействует с зажимным кольцом 10, в результате чего эластомерное уплотнение 16 удерживается зажимным кольцом 10 на дне 2 резервуара.

Эластомерное уплотнение 16 имеет уплотнительную поверхность, предназначенную для уплотнения относительно дна 2 резервуара, которая в данном случае реализована как уплотнительное утолщение 56. Для герметичного соединения эластомерного уплотнения 16 и зажимного кольца 10 огибающая уплотнительная поверхность может предусматриваться в разных местах. В представленном примерном варианте осуществления над эластомерным уплотнением 16 имеется кольцевое уплотнение 57, герметично устанавливаемое в уплотнительной канавке 58 зажимного кольца.

Эластомерное уплотнение 16 включает наружное кольцо 59 и внутреннее кольцо 60, соединенные и выполненные как единое целое. Форма наружного кольца 59 и внутреннего кольца 60 повторяет форму окружности переменного радиуса зажимного кольца 10, соединительного штуцера 23 фильтра и эластомерного уплотнения 16 и образуемые ими вогнутости и выпуклости. Наружное кольцо 59 является ступенчатым и включает кольцевое уплотнение 57 и уплотнительное утолщение 56. Наружное кольцо 59 также снабжено одним или несколькими байпасными отверстиями 61, через которые неотфильтрованная вода в направлении Р1 потока может поступать в кольцевой зазор 62 между наружным кольцом 59 и внутренним кольцом 60. Байпасное отверстие 61 эластомерного уплотнения 16 в смонтированном состоянии находится непосредственно после байпасного отверстия 63 зажимного кольца 11, которое можно видеть, например, также на фиг. 1 и 3. Через байпасное отверстие 63 неотфильтрованная вода может вытекать в направлении Р2 через кольцевой зазор 62 из водного резервуара 1 в соответствующую машину для приготовления напитков.

На нижней стороне внутреннего кольца 60 имеется рабочая кромка 64 уплотнения, лежащая против уплотнительной поверхности 65 наружного кольца 59. В ненапряженном состоянии эластомерного уплотнения 16 кольцевой зазор 62 между наружным кольцом 5 9 и внутренний кольцом 60 открыт снизу, как показано на фиг. 11, и направляемая в байпас неотфильтрованная вода может стекать из кольцевого зазора 62 в направлении Р2 потока. В этом состоянии внутренняя сторона 66 внутреннего кольца 60, образующая уплотнение 17 водного резервуара, скошена по потоку вниз. Эта форма байпаса отчетливо показана на увеличенных изображениях фиг. 11а и b.

При установке фильтрующего патрона с соединительным штуцером 23 фильтра эластомерное уплотнение 16 деформируется, внутренняя сторона 66 отклоняется наружу и идет, по существу, вертикально вдоль соединительного штуцера фильтра. При этом рабочая кромка 64 уплотнения прижимается к противолежащей уплотнительной поверхности 65 и, таким образом, закрывает кольцевой зазор 62 и, следовательно, байпасный поток через байпасные отверстия 61, 63. При деформации возникает прижимающее давление, обеспечивающее прижатие уплотнительной поверхности 17 резервуара к уплотнительной поверхности 28 фильтра и, одновременно, рабочей кромки 64 уплотнения к уплотнительной поверхности 65. Это состояние показано на фиг. 12 и фиг. 12а.

На фиг. 11 и фиг. 12 корпус 13 клапана резервуара поднят непоказанным детально упором соответствующей машины навстречу возвратной пружине 67 в свободное пространство 50 и находится в открытом состоянии, имеющем место, когда водный резервуар установлен на данной машине. Когда водный резервуар снимают, корпус 13 клапана под действием возвратной пружины 67 закрывается вниз.

Уплотнительная поверхность 18 резервуара образована внутренней стороной 66 эластомерного уплотнения и одновременно является первой фиксирующей поверхностью 18 резервуара. Как уже описано выше, к этой стороне под действием прижимающего давления, когда фильтрующий патрон 5, 22 установлен на место, прилегает образуемая уплотнительной поверхностью 28 фильтра первая фиксирующая поверхность 28 фильтра, которая деформирует эластомерное уплотнение 16 таким образом, что происходит соединение с геометрическим замыканием, обеспечивающее фиксацию и уплотнение.

При этом к образующей вторую фиксирующую поверхность фильтра наружной поверхности 41 прилегает вторая фиксирующая поверхность 68 фильтра (см. фиг. 5), образуемая внутренней поверхностью соединительного штуцера 23 фильтра. Такое соединение с геометрическим замыканием также устанавливается под действием прижимающего давления. Согласно соответствующей изобретению форме соединительного штуцера 23 фильтра, он имеет кольцеобразную стенку 69, которая, в случае необходимости, может подвергаться упругому растяжению. Таким образом можно сбалансировать допустимые отклонения и путем соответствующей деформации обеспечить надежную фиксацию. Параллельные или наклоненные друг относительно друга первая фиксирующая поверхность 28 и вторая фиксирующая поверхность 68 образуют лежащую между ними кольцеобразную волнистую стенку 69 соединительного штуцера 23, представляющую собой кольцевую пружину 70. Вторая фиксирующая поверхность 68 фильтра при этом также может выполнять функцию второй уплотнительной поверхности фильтра.

Соединительный штуцер фильтра, соответствующий виду спереди, представленному на фиг. 13, а также увеличенному изображению его части, представленному на фиг. 13а, имеет указанную волнообразную форму с выпуклостями 29 и вогнутостями 30. Кольцеобразная стенка 69 соединительного штуцера 23 фильтра толщиной W на наружной стороне 71 имеет первую фиксирующую поверхность 28 и на внутренней стороне 72 имеет вторую фиксирующую поверхность 68. Наружная сторона 71 и внутренняя сторона 72 стенки на представленном виде параллельны, однако в осевом направлении наклонены друг к другу, что далее пояснено дополнительно. Волнообразная форма наглядно представлена пунктирной осевой линией 73.

Осевая линия 73 проходит волнообразно между наружной огибающей окружностью 74, переменный радиус волн которой характеризуется большими величинами, и внутреннюю огибающую окружность 75, переменный радиус волн которой характеризуется меньшими величинами. Выпуклости 29 и вогнутости 30 осевой линии 73 образуют гребни волны в форме выпуклых круговых сегментов 76 и ложбины волн в форме вогнутых круговых сегментов 77. В представленном варианте осуществления все круговые сегменты 76, 77 имеют одинаковый радиус S сегмента. Средние точки 78, 79 круговых сегментов 76, 77 в случае выпуклого кругового сегмента 76 лежат внутри внутренней огибающей окружности 75, а в случае вогнутого кругового сегмента 77 лежат снаружи наружной огибающей окружности 74. Выпуклые круговые сегменты 76 и вогнутые круговые сегменты 77 переходят друг в друга тангенциально и равномерно распределены по окружности, так что образуется форма, характеризующаяся вращательной симметрией. В представленном варианте осуществления имеется шесть выпуклых круговых сегментов 76 и шесть вогнутых круговых сегментов 77, чередующихся с угловым шагом 30°, то есть, выпуклые круговые сегменты 76, как и вогнутые круговые сегменты 77, отстоят друг от друга на угол α 60°.

Посредством выбора радиуса сегментов и проистекающего из этого положения соответствующих средних точек 78, 79 получают сравнительно пологую осевую линию, волнообразно изогнутую вдоль центральной окружности 80. Осевая линия 73 пересекает центральную окружность 80 под тупым углом β. Благодаря этому длина дуги выпуклостей 29 значительно больше, чем длина дуги вогнутостей 30, и описываемый дугой сегмента выпуклостей 29 угол у значительно больше, чем описываемый угол 5 вогнутостей 30. Благодаря такой форме улучшается упругое воздействие соединительного штуцера 23 фильтра.

Для сравнения представлен также чертеж кругового сегмента 81, средняя точка которого лежит непосредственно на осевой линии 73. Этот не реализованный в данном варианте осуществления ход кривой характеризуется значительно меньшими радиусами сегментов и, по существу, перпендикулярным прохождением осевой линии 73.

Достаточное упругое воздействие было достигнуто при такой толщине стенки, при которой радиус внутренней огибающей окружности 75 составляет от 5% до 15% радиуса наружной огибающей окружности 74, и радиус выпуклых и/или вогнутых круговых сегментов составляет от 20% до 35% радиуса наружной огибающей окружности 74. Толщина W стенки между наружной стороной 71 и параллельной (относительно рабочего положения) или наклонной относительно нее внутренней стороной 72 стенки составляет, предпочтительно, от 5% до 15% радиуса наружной огибающей окружности 74.

Представленный пример характеризуется радиусом наружной огибающей окружности 74 около 11 мм и радиусом внутренней огибающей окружности 75 около 9,7 5 мм. При этом радиус выпуклых и вогнутых круговых сегментов составляет 3,08 мм, и толщина стенки между наружной стороной 71 и параллельной или наклоненной относительно нее внутренней стороной 72 стенки составляет около 0,9 мм.

Как показано на фиг. 14, наружная 71 и/или внутренняя 72 стенка соединительного штуцера 23 фильтра, которые в зависимости от варианта осуществления также образуют одну или две уплотнительные поверхности 28 фильтра, скошены относительно вертикали на угол ω1 или ω2 и сходятся сверху вниз относительно рабочего положения фильтрующего патрона 4, 22. Такой скос или скосы под углом ω1 и/или ω2 образуют направляющее средство для введения соединительного штуцера 23 в кольцевой зазор между эластомерным уплотнением 16 и наружной поверхностью 41 водного резервуара 1.

Перечень позиций на чертежах:

1 Водный резервуар

2 Дно водного резервуара

3 Боковая стенка водного резервуара

4 Фильтрующий патрон

5 Корпус фильтра

6 Соединительный элемент резервуара

7 Соединительный элемент фильтра

8 Внутреннее пространство

9 Соединительный штуцер резервуара

10 Зажимное кольцо

11 Центрирующий элемент

12 Углубление

13 Корпус клапана резервуара

14 Уплотнение

15 Стержень

16 Эластомерное уплотнение

17 Уплотнение водного резервуара/кольцевое уплотнение

18 Уплотнительная поверхность резервуара

19 Вогнутость

20 Выпуклость

21 Соединительная область

22 Фильтрующий патрон

23 Соединительный штуцер фильтра/внутреннее кольцо

24 Наружное кольцо

25 Выступ

2 6 Впадина

27 Сетчатый впуск

28 Уплотнительная поверхность фильтра/наружная поверхность

29 Выпуклость

30 Вогнутость

31 Направляющая структура

32 Направляющая канавка

33 Грань

34 Многогранное кольцо

35 Внутренний изгиб

36 Стенка

37 Корпус фильтра

38 Дозирующее отверстие

39 Опорная пластина

40 Центрирующий сердечник

41 Наружная поверхность

42 Вогнутость

43 Выпуклость

44 Зубец

45 Ступень

46 Возвышение

47 Свободное пространство

48 Сквозное отверстие

49 Сквозное отверстие в дне

50 Свободное пространство

51 Направляющее ребро

52 Направляющий скос

53 Фиксирующий выступ

54 Ребро дна

55 Донный участок

56 Уплотнительное утолщение

57 Кольцевое уплотнение

58 Уплотнительная канавка

59 Внутреннее кольцо

60 Наружное кольцо

61 Байпасное отверстие

62 Кольцевой зазор

63 Байпасное отверстие

64 Рабочая кромка уплотнения

65 Уплотнительная поверхность

66 Внутренняя сторона

67 Возвратная пружина

68 Вторая фиксирующая поверхность/внутренняя поверхность

69 Стенка

70 Кольцевая пружина

71 Наружная сторона стенки

72 Внутренняя сторона стенки

73 Осевая линия

74 Наружная огибающая окружность

75 Внутренняя огибающая окружность

76 Выпуклый круговой сегмент

77 Вогнутый круговой сегмент

78 Средняя точка

79 Средняя точка

80 Центральная окружность

81 Круговой сегмент

84 Сквозное отверстие резервуара

А Ось

W Толщина стенки

S Радиус сегмента

Р1 Направление потока

Р2 Направление потока

Изобретение относится к фильтрующему патрону, применяемому внутри водного резервуара бытового устройства, такого как машина для приготовления напитков, в частности, кофеварка. Фильтрующий патрон имеет корпус, стенка которого отделяет внутреннюю сторону корпуса от наружной стороны корпуса, при этом предусмотрено наличие открытого при функционировании фильтрующего патрона в окружающую корпус среду впускного отверстия. После впускного отверстия фильтра относительно направления потока воды во время работы имеется устройство для подачи воды во внутреннее пространство корпуса фильтра, которое включает по меньшей мере одну фильтровальную камеру, снабженную по меньшей мере одной фильтрующей средой, и оканчивается выпускной линией фильтра для отведения воды из фильтрующего патрона, и при этом предусмотрено наличие соединительного штуцера с кольцеобразной уплотнительной поверхностью для соединения фильтрующего патрона с водным резервуаром. Внутри уплотнительной поверхности предусмотрено наличие направляющей структуры на стороне фильтра, расположенной отдельно от уплотнительной поверхности, для приема центрирующего элемента с целью центрирования фильтрующего патрона. Направляющая структура на стороне фильтра образует выпускную линию фильтрующего патрона, которая расположена по потоку ниже участка фильтрации. Водный резервуар имеет дно, на котором имеется кольцеобразная уплотнительная поверхность для герметичного присоединения фильтрующего патрона, которая окружает сквозное отверстие резервуара, предназначенное для протекания воды из фильтрующего патрона через стенку дна резервуара в бытовое устройство. Внутри уплотнительной поверхности резервуара предусмотрен выступающий из дна резервуара в направлении монтажного положения фильтрующего патрона центрирующий элемент для вставления в направляющую структуру на стороне фильтра. На центрирующем элементе предусмотрено по меньшей мере одно проходное отверстие для воды из фильтрующего патрона через направляющую структуру на стороне фильтра вставленного фильтрующего патрона в сквозное отверстие резервуара. Технический результат: обеспечение эффективной фиксации фильтра в резервуаре. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Фильтрующий патрон (4) для применения внутри водного резервуара бытового устройства, такого как машина для приготовления напитков, в частности, кофеварка, имеющий корпус (5) фильтра, стенка которого отделяет внутреннюю сторону корпуса от наружной стороны корпуса, при этом предусмотрено открытое при функционировании фильтрующего патрона (4) по отношению к окружающей корпус фильтра среде впускное отверстие (27) фильтра, при этом после впускного отверстия (27) фильтра относительно направления потока воды во время работы предусмотрено устройство для подачи воды во внутреннее пространство корпуса (5) фильтра, которое включает по меньшей мере одну фильтровальную камеру, снабженную по меньшей мере одной фильтрующей средой, и оканчивается выпускной линией фильтра для отведения воды из фильтрующего патрона (4), и, при этом предусмотрен соединительный штуцер (23) фильтра с кольцеобразной уплотнительной поверхностью (28) фильтра для соединения фильтрующего патрона (4) с водным резервуаром,

отличающийся тем, что внутри уплотнительной поверхности (28) фильтра предусмотрена выполненная на стороне фильтра направляющая структура (31), расположенная отдельно от уплотнительной поверхности (28) фильтра, для приема центрирующего элемента (11) для центрирования фильтрующего патрона (4), и направляющая структура (31) на стороне фильтра образует выпускную линию фильтрующего патрона, которая расположена по потоку ниже участка фильтрации.

2. Фильтрующий патрон по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что направляющая структура (31) на стороне фильтра имеет один или несколько направляющих скосов, наклоненных относительно монтажного направления фильтрующего патрона (4).

3. Фильтрующий патрон по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что направляющие скосы для облегчения центрирования направлены к центральной оси (А) направляющей структуры (31) на стороне фильтра.

4. Фильтрующий патрон по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что направляющая структура (31) на стороне фильтра выполнена и расположена соосно уплотнительной поверхности (28) фильтра.

5. Фильтрующий патрон по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что направляющая структура (31) на стороне фильтра имеет одну или несколько направляющих поверхностей, проходящих параллельно центральной оси А, и/или одну или несколько расположенных наклонно относительно нее направляющих поверхностей.

6. Фильтрующий патрон по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в направляющей структуре (31) на стороне фильтра размещен стопор или фиксатор.

7. Фильтрующий патрон по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что предусмотрено приемное гнездо для вставного элемента (15), приводимого в движение корпусом (13) клапана резервуара.

8. Фильтрующий патрон по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что направляющая структура (31) фильтрующего патрона включает одну или несколько направляющих канавок (32) для приема структуры на стороне резервуара.

9. Фильтрующий патрон по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что для приема структуры на стороне резервуара один или несколько направляющих скосов направляющей структуры (31) на стороне фильтра расположены в одной или нескольких направляющих канавках (32).

10. Водный резервуар (1) для бытового устройства с фильтрующим патроном (4) по одному из предшествующих пунктов, имеющий дно (2) резервуара, при этом на дне резервуара имеется кольцеобразная уплотнительная поверхность (18) резервуара для герметичного присоединения фильтрующего патрона (4), которая окружает сквозное отверстие резервуара, предназначенное для протекания воды из фильтрующего патрона (4) через стенку дна (2) резервуара в бытовое устройство,

отличающийся тем, что

внутри уплотнительной поверхности (18) резервуара предусмотрен выступающий из дна резервуара в направлении монтажного положения фильтрующего патрона (4) центрирующий элемент (11) для вставления в направляющую структуру на стороне фильтра фильтрующего патрона, и тем, что на центрирующем элементе (11) предусмотрено по меньшей мере одно проходное отверстие для воды из фильтрующего патрона (4) через направляющую структуру (31) на стороне фильтра вставленного фильтрующего патрона в сквозное отверстие резервуара.

11. Водный резервуар по п. 10, отличающийся тем, что уплотнительная поверхность (18) резервуара выполнена и размещена отдельно от центрирующего элемента (11).

12. Водный резервуар по п. 10 или 11, отличающийся тем, что центрирующий элемент (11) включает ориентированные в направлении потока воды при функционировании ребра (51), пространство между которыми образует проходное отверстие для воды.

13. Водный резервуар по одному из пп. 10-12, отличающийся тем, что, центрирующий элемент (11) состоит из расположенных в форме звезды ребер (51).

14. Водный резервуар по п. 12 или 13, отличающийся тем, что по меньшей мере одно ребро (51) имеет верхний направляющий скос (52) и/или по меньшей мере одну идущую параллельно центральной оси направляющую поверхность для направления направляющей структуры (31) на стороне фильтра при монтаже фильтрующего патрона.

15. Водный резервуар по одному из пп. 12-14, отличающийся тем, что по меньшей мере одно ребро (51) имеет верхний направляющий скос (52) для направляемого взаимодействия по меньшей мере с одним направляющим скосом по меньшей мере одной направляющей канавки (32) направляющей структуры (31) на стороне фильтра при монтаже фильтрующего патрона.

16. Водный резервуар по одному из пп. 10-15, отличающийся тем, что на центрирующем элементе (11) расположен стопор или фиксатор.

17. Водный резервуар по одному из пп. 10-16, отличающийся тем, что предусмотрен клапан резервуара, имеющий вставной элемент, вставляемый через проходное отверстие центрирующего элемента (11), подвижно соединенный с корпусом (13) клапана резервуара.

18. Водный резервуар по одному из пп. 10-17, отличающийся тем, что центрирующий элемент (11) размещен на зажимном кольце (10) для дна (2) резервуара.