PL172638B1 - Urządzenie naparzające do maszynowego przygotowywania kawy - Google Patents

Abstract

1· Urządzenie naparzające do maszynowego przygotowywania kawy, z tłokiem, z otworem do napełniania zmieloną kawą, z komorą naparzania wyposażoną we wlot wody naparzającej i otwór wypływowy naparu kawy, znamienne tym, że komora naparzania (1)jest wyposażona w napęd ruchu wirowego (24) tłoka (2) wokół osi pionowej gg w położeniu napełniania, dla równomiernego rozprowadzania nasypywanej zmielonej © kawy, w położeniu naparzania, dla równo- & miernego wykorzystywania zmielonej kawy i w położeniu czyszczenia, dla usunięcia resztek wsadu kawy z komory naparza5^ nia (1).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie naparzające do maszynowego przygotowywania kawy, z tłokiem, z otworem do napełniania zmieloną kawą, z komorą naparzania wyposażoną we wlot wody naparzającej i otwór wypływowy naparu kawy.

Znane jest urządzenie naparzające według opisu patentowego DE 3316157, które jest używane do przygotowywania zarówno zwyczajnej kawy jak i kawy kremowej.

Wadą znanych tego rodzaju urządzeń naparzających jest to, że przy napełnianiu komory naparzania zmieloną kawą nie daje się ona w tej komorze rozprowadzić równomiernie i/lub to, że zmielona kawa podczas procesu naparzania nie może być równomiernie zagęszczona, a tym samym równomiernie wykorzystana.

172 638

Zadaniem wynalazku jest opracowanie urządzenia naparzającego do maszynowego przygotowywania kawy, w którym to urządzeniu przez równomierne rozprowadzanie zmielonej kawy podczas napełniania nią komory naparzania i/lub przez równomierne wykorzystanie zmielonej kawy podczas procesu naparzania optymalizuje się uzysk naparu, przy czym powinno również być możliwe usuwanie wypłukanych pozostałości kawy przy czyszczeniu komory naparzania.

Zadanie to rozwiązane zostało w ten sposób, że w urządzeniu naparzającym wymienionego na wstępie rodzaju, komora naparzania jest wyposażona w napęd ruchu wirowego tłoka wokół osi pionowej w położeniu napełniania, dla równomiernego rozprowadzania nasypywanej zmielonej kawy, w położeniu naparzania, dla równomiernego wykorzystywania zmielonej kawy i w położeniu czyszczenia, dla usunięcia resztek wsadu kawy z komory naparzania.

Pojęcie komora naparzania należy rozumieć ogólnie i dotyczy ono również np. obudów cedzideł, w które wprowadzana jest i w których naparzana jest zmielona kawa, uformowanych w kształcie cylindra lub lejka.

Jest przez to w nieoczekiwany sposób możliwe równomierne rozprowadzenie zmielonej kawy podczas napełniania nią komory naparzania i/lub jej równomierne wykorzystanie podczas procesu naparzania, przy czym można wreszcie również jeszcze lepiej usuwać wsad wypłukanej kawy przy ewentualnym czyszczeniu.

Komora naparzania z dającym się wprawiać w ruch wirowy tłokiem może występować we wszystkich zwyczajnych ekspresach do kawy, np. w domowych ekspresach do kawy, ekspresach w barach Espresso i we wszystkich urządzeniach instalowanych w dużych zakładach albo też w automatach do zaparzania kawy.

Urządzenie naparzające według wynalazku nadaje się szczególnie do urządzenia do naparzania według opisu patentowego DE 3316157, które jest używane do przygotowywania zarówno zwyczajnej kawy jak i kawy kremowej. Rozstrzygającym dla wyboru rodzaju kawy jest tu ustalone pionowe położenie w komorze naparzania znajdującego się w niej tłoka. Obydwa położenia owego tłoka i przypisane im parametry sprasowywania zmielonej kawy ewentualnie ciśnienia wody, którą dokonuje się naparzania w trakcie trwania tego procesu, można ustalać z punktu widzenia jakości naparu i zużycia zmielonej kawy.

Tłok jest przesuwny pionowo w komorze naparzania za pomocą pierwszego napędu, przy czym w dolnym położeniu, położeniu napełniania zmieloną kawą otwarty jest otwór do napełniania, podczas gdy dolny obszar tej komory pozostaje w dalszym ciągu uszczelniony. W celu uzyskania kawy kremowej tłok jest przesuwny w górne położenie krańcowe, w którym komora naparzania jest uszczelniona tłokiem względem otoczenia zarówno w obrębie otworu do napełniania jak i w jej dolnym obszarze, a zmielona kawa zostaje poddana sprasowaniu. Dla uzyskania zwyczajnej kawy tłok jest przesuwny w nieco niższe, górne położenie pośrednie, w którym zmielona kawa nie jest sprasowywana w ogóle lub jest sprasowywana w niewielkim stopniu. Dla oczyszczania komory naparzania z wypłukanych resztek kawy tłok jest przesuwny w dolne położenie, położenie czyszczenia, w którym otwarty jest zarówno otwór do napełniania jak również dolny obszar tej komory. Rozwiązanie według wynalazku odznacza się korzystnie tym, że tłok ma drugi napęd, napęd ruchu wirowego wokół jego osi pionowej.

Według wynalazku tłok jest napędzany napędem ruchu wirowego po osiągnięciu ustalonego położenia pionowego. W położeniu napełniania w celu równomiernego rozprowadzania doprowadzanej zmielonej kawy w komorze naparzania, a w położeniu naparzania w celu równomiernego wykorzystania tej kawy w tej komorze naparzania. Korzystnie, tłok jest napędzany jednocześnie napędem ruchu wirowego i napędem przesuwu pionowego.

Zgodnie z dalszą cechą wynalazku tłok posiada tłoczysko podzielone na dolny nieobrotowy odcinek i na górny, obrotowy wokół własnej osi, odcinek połączony obrotowo z odcinkiem nieobrotowym.

Na obrotowym wokół własnej osi odcinku tłoczyska jest osadzone koło zębate walcowe, nieobrotowo i osiowo przesuwnie w obszarze między krańcowymi położeniami tłoka.

Korzystnie, napęd ruchu wirowego tłoka jest usytuowany w jego wnętrzu.

Korzystnie, napęd ruchu wirowego tłoka jest wyposażony w przesuwną tuleję.

172 638

Położenie naparzania tłoka przy uzyskiwaniu zwyczajnej kawy jest korzystne dlatego, że zmielona kawa nie jest sprasowywana w ogóle lub jest sprasowywana tylko nieznacznie, a gorąca woda, którą dokonuje się naparzania, jest wprowadzana do komory naparzania bez żadnego nadciśnienia lub z tylko niewielkim nadciśnieniem. W położeniu naparzania tłoka przy uzyskiwaniu kawy kremowej zmielona kawa jest poddana w komorze naparzania ściskaniu, a gorąca woda, którą dokonuje się naparzania, jest do niej wprowadzana pod znacznym ciśnieniem. Naparzona zwyczajna kawa lub kawa kremowa spływa samoczynnie do wylotu ekspresu systemem kanałów i przewierceń w tłoku i w jego pionowym prowadzeniu. Obok opisanych położeń naparzania tłok może przyjmować dalsze położenie, niezbędne z technologicznego punktu widzenia.

W celu napełnienia komory naparzania ekspresu zmieloną kawą poprzez lejkowaty otwór do napełniania, tłok zostaje przesunięty w ograniczony sposób do dołu, w położenie odpowiadające położeniu napełniania, w którym utrzymuje on komorę naparzania w stanie zamknięcia od dołu, otwiera jednakże jej otwór do napełniania.

W celu oczyszczenia komory naparzania ekspresu tłok zostaje w niej przesunięty w jego najniższe położenie, przy którym zostaje ona otwarta od dołu i formuje się w ten sposób przestrzeń, przez którą przepływa wprowadzana do komory od góry woda spłukująca, wymywając z niej, a przez to i z ekspresu, przez rurę odpływową zmieloną kawę.

Przesuwanie tłoka w komorze naparzania w opisane położenie odbywa się przeważnie za pomocą przekładni zębatkowej tak, że napędzany zębnik wprawia w ruch pionowy trzpień prowadzący - tłoczysko - tłoka ze znajdującym się na nim odcinkiem zębatki.

Tłok jest na górnym końcu uformowany stożkowo, w tym celu zwłaszcza, ażeby przy napełnianiu komory naparzania zapewnić równomierne rozprowadzenie wsypywanej z góry zmielonej kawy na pierścieniowym sitku ekstrakcyjnym.

Drugi napęd tłoka, napęd ruchu wirowego, umożliwia jego wirowanie wokół jego pionowej osi, przy czym wirowanie tłoka w jego położeniu odpowiadającym napełnianiu powoduje równomierne rozprowadzanie w komorze naparzania doprowadzanej do niej zmielonej kawy, w położeniu odpowiadającym naparzaniu powoduje jej równomierne wykorzystanie, a w położeniu odpowiadającym czyszczeniu pozwala na uniknięcie pozostawania w niej resztek kawy.

Wynalazek został objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie naparzające w ujęciu schematycznym, w położeniu odpowiadającym położeniu napełniania, fig. 2 - urządzenie naparzające według fig. 1 w położeniu odpowiadającym położeniu naparzania kawy kremowej lub - bez sprasowywania kawy - zwyczajnej kawy, fig. 3 - urządzenie naparzające według fig. 1 w położeniu odpowiadającym położeniu czyszczenia.

Urządzenie naparzające według wynalazku ma komorę naparzania 1, w której usytuowany jest pionowo tłok 2. Komorze naparzania 1 jest przyporządkowane niepokazane urządzenie do napełniania jej zmieloną kawą jak również, także niepokazane, urządzenie doprowadzające do niej wodę naparzającą i wodę spłukującą do jej czyszczenia.

Komora naparzania 1 zwęza się w górnym jej odcinku, przechodząc w otwór do napełniania 3 zmieloną kawą, rozszerzający się dalej lejkowato w kierunku znajdującego się nad nim, niepokazanego urządzenia dozującego. W obrębie przejścia między otworem do napełniania 3 a komorą naparzania 1 znajduje się pierścieniowy kanał 4, do którego wchodzi wlot 5 wody naparzającej i wlot 6 wody spłukującej i który jest oddzielony od dołu od komory naparzania 1 sitkiem 7, rozprowadzającym wodę naparzającą. W obrębie lejkowatego rozszerzenia otworu do napełniania 3 jest usytuowana dysza spłukująca 27, za pomocą której spłukiwane są wodą do komory naparzania 1 pozostałości zmielonej kawy, wpadającej do lejka z urządzenia dozującego i zatrzymujące się tam. Dysza spłukująca jest tak wykonana, że strumień spłukujący trafia na szczyt tłoka, a ściany lejka spłukują strumienie rozproszonej na nim wody.

W pewnej odległości od otworu do napełniania 3 znajduje się rozszerzona część 8 komory naparzania 1, zamknięta korpusem 9, zawierającym zespół prowadzący 10 tłoczyska 11

172 638 tłoka 2, jak również otwór wypływowy 12 naparu kawy z należącymi do niego, niepokazanymi przewierceniami i rurę odpływową 13 wody czyszczącej.

Tłok 2 jest ukształtowany jako tłok stopniowy, którego pierwszy obszar 14 ma średnicę odpowiadającą średnicy komory naparzania 1, natomiast drugi obszar 15 ma średnicę dopasowaną do średnicy otworu do napełniania 3.

Dzięki elementom uszczelniającym 16, 17 uszczelniony jest zarówno pierwszy obszar 14 tłoka 2 względem komory naparzania 1 jak i jego drugi obszar 15 względem otworu do napełniania 3.

Za pośrednictwem połączonego trwale z tłokiem 2 i prowadzonego w zespole prowadzącym 10 tłoczyska 11 realizowane jest zarówno pionowe przemieszczanie tłoka 2 w każde z pożądanych położeń jak również jego ruch wirowy wokół jego osi pionowej. Przesuwne pionowo tłoczysko 11 jest w tym celu podzielone na nieobrotowy odcinek 21 i przesuwny pionowo z odcinkiem 21, obrotowy jednak niezaleznie od niego, odcinek 22. Opisane zależności ruchowe zapewnia element sprzęgający 23 między odcinkami 21 i 22

Napęd pionowy tłoka 2 stanowi silnik nastawczy 18, który za pośrednictwem koła zębatego 19 przesuwa wyposażony w zębatkę 20 nieobrotowy odcinek 21 tłoczyska, a przez to całe tłoczysko 11 z tłokiem 2.

Niezależnie od tego napędu pionowego działa drugi napęd, napęd ruchu wirowego 24, wywołujący wirowanie tłoka 2. Na obrotowym odcinku 22 tłoczyska 11 jest zamocowane koło zębate 25 o zębach korygowanych z profilowym złączem klinowym, zabezpieczone przed obrotem, ale poosiowo przesuwnie w zakresie krańcowych położeń tłoka 2. Koło zębate 25 o zębach korygowanych zazębia się z zębnikiem 26, napędzanym umocowanym do korpusu 9 silnikiem stanowiącym napęd ruchu wirowego 24.

Eksploatacja przedstawionego urządzenia naparzającego przebiega następująco.

Dla napełnienia urządzenia naparzającego zmieloną kawą tłok 2 zostaje przemieszczony, zgodnie z fig. 1, w położenie napełniania, przy którym otwór do napełniania 3 zostaje udostępniony przez drugi obszar 15 tłoka, a komora naparzania 1 pozostaje zamknięta od dołu przez jego pierwszy obszar 14, zaś zmielona kawa jest nasypywana z góry przez urządzenie dozujące do rozszerzającego się lejkowato otworu do napełniania 3.

W wyniku włączenia napędu ruchu wirowego 24, tłok 2 wiruje wokół swojej podłużnej osi i rozprowadza przy tym wsypaną zmieloną kawę równomiernie na sitku ekstrakcyjnym 28 komory naparzania 1, co trwa tak długo, dopóki w komorze naparzania nie znajdzie się jej wystarczająca ilość. Po napełnieniu komory naparzania 1 wytryskujący z dyszy spłukującej 27 strumień spłukujący zmywa pozostałości zmielonej kawy, które osiadły na ściankach lejkowatego rozszerzenia otworu do napełniania 3 i na wierzchu tłoka 2, do komory naparzania 1, tak ze doprowadzona zostaje do niej dokładnie odmierzona ilość zmielonej kawy. Na tym kończy się napełnianie urządzenia naparzającego zmieloną kawę i może się zacząć proces naparzania.

Ustalenie położenia tłoka 2 jest decydujące dla wyboru rodzaju kawy. Kawa kremowa jest uzyskiwana przez sprasowanie zmielonej kawy, co jest jednoznaczne z ustawieniem tłoka 2 w jego górnym położeniu krańcowym, natomiast kawa zwyczajna jest uzyskiwana bez spasowywania zmielonej kawy, co jest jednoznaczne z ustawieniem tłoka 2, w górnym położeniu pośrednim.

Przy naparzaniu kawy kremowej tlok 2 znajduje się, zgodnie z fig. 2, w swoim górnym położeniu krańcowym, położeniu naparzania, przy którym zmielona kawa w komorze naparzania 1 zostaje sprasowana i doprowadzona zostaje do mej pod ciśnieniem przez wlot 5 woda naparzająca. Podczas ustawiania tłoka 2 za pomocą napędu pionowego w położeniu odpowiadającym rodzajowi kawy, pozostaje włączony napęd ruchu wirowego 24. Powoduje to, ze tłok 2 podczas jego ruchu pionowego jednocześnie wiruje i zapewnia przez to równomierne wykorzystanie sprasowanej zmielonej kawy. To równomierne wykorzystanie zmielonej kawy optymalizuje uzysk naparu przy uzyskiwaniu kawy kremowej w urządzeniu naparzającym według wynalazku.

Przy naparzaniu zwyczajnej kawy, tłok 2 przemieszczany jest w położenie naparzania, lezące nieco poniżej, górne położenie pośrednie. Ruchy tłoka 2 odpowiadają ruchom przy na6

172 638 parzaniu kawy kremowej, ale zmielona kawa nie jest poddawana sprasowywaniu w ogóle lub jest mu poddawana tylko w nieznacznym stopniu. Również tutaj wirujący tłok 2 pozwala podczas procesu naparzania wykorzystać równomiernie znajdującą się w komorze naparzania 1 zmieloną kawę, co jednocześnie przynosi w efekcie wymienione zalety.

Po zakończeniu procesu naparzania wypłukaną zmieloną kawę usuwa się z urządzenia naparzającego. W tym celu przesuwa się tłok 2 w jego dolne krańcowe położenie. W tym położeniu, położeniu czyszczenia, otwarty jest przez tłok 2 zarówno otwór do napełniania 3 jak również otwarta zostaje od dołu w kierunku korpusu 9 komora naparzania 1. Przez wprowadzenie do komory naparzania 1 wody spłukującej przez jej wlot 6 wypłukana zmielona kawa zostaje spłukana z sitka ekstrakcyjnego 28 przez rurę odpływową 13. Podczas tego procesu spłukiwania tłok wiruje wokół swojej wzdłużnej osi pod wpływem oddziaływania napędu ruchu wirowego 24. Dochodzi przy tym do celowego rozprowadzania wody spłukującej w komorze naparzania 1, przez co unika się pozostawania w niej resztek wsadu kawy.

W odmianie opisanego przykładu wykonania wynalazek można zastosować również w innych urządzeniach naparzających z innymi znanymi mechanizmami ruchowymi, np. z tłoczyskiem prowadzonym w tulei, przy czym tuleja jest zamocowana na wale, np. silnika wycieraczki do szyb i ma pionowy podłużny otwór do prowadzenia połączonego z tłokiem trzpienia, lub innymi formami komory naparzania i jej tłoka. Wybrany napęd do ruchu wirowego może być nawet umieszczony w tłoku, może on mieć inną. wymyśloną przez fachowca, mechaniczną, elektryczną lub hydrauliczną formę wykonania.

172 638

172 638

172 638

172 638

FIG.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie naparzające do maszynowego przygotowywania kawy, z tłokiem, z otworem do napełniania zmieloną kawą, z komorą naparzania wyposażoną we wlot wody naparzającej i otwór wypływowy naparu kawy, znamienne tym, że komora naparzania (1) jest wyposażona w napęd ruchu wirowego (24) tłoka (2) wokół osi pionowej w położeniu napełniania, dla równomiernego rozprowadzania nasypywanej zmielonej kawy, w położeniu naparzania, dla równomiernego wykorzystywania zmielonej kawy i w położeniu czyszczenia, dla usunięcia resztek wsadu kawy z komory naparzania (1).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że tłok (2) jest przesuwny pionowo w komorze naparzania (1) pierwszym napędem (18), przy czym w jego dolnym położeniu, położeniu napełniania zmieloną kawą otwarty jest otwór do napełniania (3), a dolny obszar komory naparzania jest uszczelniony, i że tłok (2) dla uzyskiwania kawy kremowej jest przesuwny w górne położenie krańcowe, w którym komora naparzania (1) jest uszczelniona tłokiem (2) względem otoczenia zarówno w obszarze otworu do napełniania (3) jak i w jej obszarze dolnym, i w którym zmielona kawa zostaje poddana sprasowaniu, a także, ze tłok (2) dla uzyskania zwyczajnej kawy jest przesuwny w nieco niższe położenie, górne pośrednie, w którym zmielona kawa nie jest sprasowywana w ogóle lub jest sprasowywana tylko nieznacznie, i że tłok (2), dla oczyszczenia komory naparzania (1) z wypłukanych resztek kawy, jest przestawny w dolne położenie czyszczenia, w którym jest otwarty zarówno otwór do napełniania (3) jak również dolny obszar komory naparzania, oraz że tłok (2) jest wyposażony w drugi napęd, napęd ruchu wirowego (24), wokół jego osi pionowej.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że tłok (2) jest napędzany napędem ruchu wirowego (24) po osiągnięciu przez ten tłok ustalonego położenia pionowego.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że tłok (2) jest napędzany jednocześnie napędem ruchu wirowego (24) i napędem przesuwu pionowego.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że tłok (2) posiada tłoczysko (11) podzielone na dolny nieobrotowy odcinek (21) i na górny, obrotowy wokół własnej osi, odcinek (22) połączony obrotowo z odcinkiem (21) nieobrotowym.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że na obrotowym wokół własnej osi odcinku (22) tłoczyska (11) jest osadzone koło zębate walcowe, nieobrotowo i osiowo przesuwnie w obszarze między krańcowymi położeniami tłoka (2).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że napęd ruchu wirowego (24) tłoka (2) jest usytuowany w jego wnętrzu.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że napęd ruchu wirowego (24) tłoka (2) jest wyposażony w przesuwną tuleję.