Магнитная трансмиссия с высоким показателем крутящего момента для насадки для взбивания - RU2759254C2

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройствам для обработки жидкого пищевого продукта, такого как молоко или содержащий молоко продукт. Устройство обеспечено эргономичной крыльчаткой с магнитным приводом в полости для обработки жидкого пищевого продукта.

Уровень техники

Все большую популярность приобретают специализированные напитки, в которых по меньшей мере одна часть состоит из вспененного или нагретого молока. Самым известным напитком такого типа является кофе типа капучино. Он содержит жидкую часть, состоящую из кофе, поверх которой расположен слой вспененного молока, которое благодаря намного меньшей плотности всплывает на поверхность жидкости. В целом, его приготовление требует затрат времени, выполнения действий, а также очистки.

Самый распространенный способ приготовления молочной пены состоит в следующем: в контейнер наливают желаемое количество молока, погружают в контейнер трубку с выпуском пара из кофейного автомата и помешивают ею вверх-вниз для ввода воздуха, необходимого для образования пены.

Также существуют механические перемешивающие аппараты, которые обычно предназначены для домашнего применения в целях взбивания пены из более или менее вязких пищевых продуктов, таких как яйца, лед, соки или подобные продукты. Эти аппараты обычно не подходят для вспенивания микробиологически чувствительных жидкостей, таких как молоко. Для удаления твердых остатков пищевого продукта должна быть предусмотрена регулярная очистка бака аппарата. Кроме того, нагрев молока приводит к увеличению степени оседания и прилипания поджарившихся или подгоревших белков к поверхностям. Существующие аппараты в большинстве случаев не совсем подходят для уменьшения образования налета из этих твердых остатков, что делает очистку проблематичной. Эти аппараты также содержат перемешивающий и приводной механизм, который закреплен в баке и входит в него, что связано с некоторыми недостатками: время на снятие/повторную установку нельзя считать несущественным, они имеют склонность к более быстрому загрязнению, они влекут за собой дополнительные расходы в результате большого количества компонентов, и при этом перемешивающие средства сложно очистить.

Патент США 6318247 относится к аппарату для приготовления горячих напитков или пищевых продуктов посредством перемешивания, например таких, как горячий шоколад. Другие устройства для перемешивания пищевых продуктов описаны в патентных документах WO 2004/043213 или DE 196 24 648. Системы перемешивания с магнитным взаимодействием описаны в документах US 2,932,493, DE 1 131 372, US 4,537,332 и US 6,712,497. DE 89 15 094 относится к охлаждаемой емкости для выдачи напитка на основе молока. В патенте США № 3,356,349 описано перемешивающее устройство, которое содержит подогреваемый бак, и расположенное под баком магнитное приводное средство для приведения в движение ступицы, размещенной в середине бака.

Усовершенствованный аппарат для приготовления пены из жидкости на молочной основе или молока предложен в WO 2006/050900, WO 2008/142154, WO 2011/039222 и WO 2011/039224. Устройство содержит: внутренний бак для заполнения жидкостью, подлежащей вспениванию, в котором расположена вращающаяся мешалка; внешнюю станину, поддерживающую бак; приводные и управляющие средства, которые расположены в полости между внутренним баком и внешней станиной и которые связаны с переключателем и электрическими соединениями, расположенными на внешней поверхности станины; и средства создания возмущений для оптимизации циркуляции молока в ходе вспенивания. В WO 2010/023313 источник пара связан с эффектом перемешивания.

Позднее было предложено, как описано в WO 2009/074555 и WO 2011/144647, снабжать кофемашины таким типом бака для обработки молока.

Дополнительные конфигурации для обработки молока или жидкости на основе молока предложены в PCT/EP16/063667, PCT/EP16/063664, PCT/EP16/063665 и PCT/EP16/063666.

Раскрытие изобретения

Предпочтительной целью настоящего изобретения является создание устройства для обработки жидкого пищевого продукта, которое обеспечивает конфигурацию механизма перемешивания, приводимого в действие легкосъемной магнитной муфтой с высоким показателем крутящего момента.

Другой предпочтительной целью настоящего изобретения является обеспечение гигиеничного устройства для нагрева или охлаждения жидкого пищевого продукта.

Дополнительной предпочтительной целью настоящего изобретения является создание устройства для обработки жидкого пищевого продукта, обеспечивающего улучшенное механическое доведение жидких пищевых продуктов до необходимого состояния.

Таким образом, изобретение относится к устройству для перемешивания жидкого пищевого продукта, такого как молоко или продукт на основе молока, при этом устройство может быть автономным или встроенным в кухонный комбайн, такой как аппарат для приготовления напитка, например кофеварка.

Устройство может представлять собой автономное устройство, например, выполненное с возможностью непосредственного подключения к сети электропитания с помощью электрического шнура, или оно может быть встроено в кухонный комбайн, выполненный с возможностью обработки других пищевых продуктов или осуществления других процессов доведения продуктов до необходимого состояния, причем сам кухонный комбайн, по существу, выполнен с возможностью подключения к сети электропитания с помощью электрического шнура, при этом устройство представляет собой составную часть кухонного комбайна. Такой кухонный комбайн может представлять собой аппарат для приготовления напитков, например кофеварку или аппарат для приготовления шоколада, например устройство для приготовления напитка, выполненное с возможностью приготовления напитка (такого как кофе или шоколад) из капсулы с ингредиентами.

Автономные и встроенные варианты присоединения вспенивателей молока к кофеваркам описаны, например, в WO 2006/050900, WO 2008/142154, WO 2009/074555, WO 2010/023312 и WO 2010/023313.

Таким образом, устройство может подходить для вспенивания молока посредством введения мелкодисперсных пузырьков газа, например пузырьков воздуха, в молоко. Хотя устройство выполнено с возможностью введения пузырьков газа в молоко, оно может иметь дополнительный режим работы без введения пузырьков газа (например, режим нагрева или охлаждения).

Устройство включает в себя контейнер, ограничивающий полость с нижней и периферийной стенкой для размещения такого жидкого пищевого продукта, подлежащего перемешиванию. Полость, по существу, проходит вдоль, по существу, вертикальной центральной оси контейнера и имеет горловину для удаления из контейнера жидкого пищевого продукта после перемешивания.

Горловина может быть накрыта крышкой для заключения жидкого пищевого продукта внутри полости.

Контейнер может иметь, по существу, чашеобразную, куполообразную или цилиндрическую форму, причем периферийная стенка является, по существу, вертикальной, а нижняя часть, по существу, плоская или изогнутая.

Контейнер может быть обеспечен теплоизолирующим наружным материалом и/или рукояткой для захвата и необязательного перемещения контейнера рукой. Такая конфигурация особенно преимущественна при обработке пищевого продукта при более высокой температуре, которая выше, например, 50°C или ниже 10°C.

Устройство имеет крыльчатку, содержащую возмущающий элемент, например насадку для взбивания, или шторку, или эмульгирующую пластину. Такой элемент выполнен с возможностью вращения в полости относительно такого жидкого пищевого продукта вокруг оси крыльчатки, которая, по существу, совпадает с осью контейнера или, по существу, параллельна ей.

Возмущающий элемент может проходить над преобладающим участком нижней части полости. В этом случае возмущающий элемент может, по существу, иметь или принимать форму пластины, например форму диска.

Возмущающий элемент может проходить через значительный участок нижней части полости вдоль ее диаметра. В этом случае возмущающий элемент может представлять собой удлиненный, по существу, стержневой элемент или элемент в форме бруска (например, проходящий вдоль диаметра нижней части стенки) или может быть сформирован множеством таких удлиненных элементов (например, до 6 или 10), расположенных в виде звезды.

Возмущающий элемент может проходить: над преобладающим участком нижней части полости, причем возмущающий элемент, как правило, проходит над по меньшей мере 75 или 85% площади поверхности нижней части; над значительным участком нижней части вдоль ее диаметра, причем возмущающий элемент обычно проходит над по меньшей мере 75 или 85% диаметра нижней части.

Подходящие примеры формы возмущающих элементов описаны в WO 2006/050900, WO 2008/142154 и PCT/EP16/063667.

Крыльчатка включает в себя сборку приводных магнитных элементов в виде постоянных магнитов.

Возмущающий элемент может иметь обрабатывающую поверхность для оказания механического воздействия на жидкий пищевой продукт, например для смешивания жидкого пищевого продукта с другой текучей средой, например воздухом.

Устройство содержит двигатель, имеющий выходной вал, который магнитно связан с возмущающим элементом через нижнюю часть и/или периферийную стенку для приведения в движение возмущающего элемента. Выходной вал приводит в движение сборку приводящих магнитных элементов, которые магнитно взаимодействуют с приводными магнитными элементами, чтобы приводить крыльчатку во вращение.

Сборка приводящих магнитных элементов может быть расположена рядом с периферийной частью нижней части полости или вокруг периферийной стенки полости.

В соответствии с настоящим изобретением один из этих приводных магнитных элементов расположен с возможностью:

- расположения, по существу, напротив первого приводящего магнитного элемента в, по существу, притягивающей ориентации по отношению к этому одному приводному магнитному элементу, при этом такой первый приводящий магнитный элемент приводит во вращение этот один приводной магнитный элемент, причем такой первый приводящий магнитный элемент необязательно представляет собой притягивающий электромагнит или постоянный магнит; и

- смещения относительно второго приводящего магнитного элемента в, по существу, отталкивающей ориентации по отношению к этому одному приводному магнитному элементу, при этом такой второй магнитный элемент приводит во вращение этот один приводной магнитный элемент, причем такой второй приводящий магнитный элемент необязательно представляет собой отталкивающий электромагнит или постоянный магнит и/или располагается смежно с указанным первым приводящим магнитным элементом.

Каждый приводной магнитный элемент может располагаться, по существу, напротив соответствующего первого приводящего магнитного элемента в, по существу, притягивающей ориентации и иметь смещение относительно соответствующего второго приводящего магнитного элемента в, по существу, отталкивающей ориентации.

Первый и второй приводящие магнитные элементы могут находиться в кольцеобразной сборке и/или располагаться внутри приводящего диска или на нем. Сборка приводных магнитных элементов может быть выполнена в конфигурации, которая обладает одним или более из следующих признаков:

- по существу, параллельная, например, по существу, коллинеарная ориентация относительно по меньшей мере некоторых из первого и второго приводящих магнитных элементов;

- размещение в или на носителе, вращающем возмущающий элемент, например внутри приводного диска или на нем и/или внутри полостей или отверстий такого носителя или на них; и

- размещение в кольцеобразной сборке, например кольцеобразной сборке на кольце, соответствующем и располагаемом напротив кольца, содержащего кольцеобразную сборку из первого и второго приводящих магнитных элементов.

Один или каждый приводной магнитный элемент может создавать:

- вместе с соответствующим первым приводящим магнитным элементом, который имеет, по существу, притягивающую ориентацию, аккумулированное притягивающее магнитное поле; и

- вместе с соответствующим вторым приводящим магнитным элементом, который имеет, по существу, отталкивающую ориентацию, аккумулированное отталкивающее магнитное поле.

Аккумулированное отталкивающее магнитное поле может быть больше, чем притягивающее магнитное поле. Например, второй приводящий магнитный элемент в, по существу, отталкивающей ориентации создает магнитное поле, большее, чем магнитное поле, создаваемое первым приводящим магнитным элементом в, по существу, притягивающей ориентации.

Аккумулированное отталкивающее магнитное поле и аккумулированное притягивающее магнитное поле могут иметь соотношение по меньшей мере 1,02, например соотношение в диапазоне от 1,03 до 1,25, например от 1,05 до 1,2, например от 1,08 до 1,15, например в диапазоне от 1,11 до 1,13.

При размещении на стальной пластине первый приводящий магнитный элемент и приводной магнитный элемент каждый могут иметь силу в диапазоне от 5 до 15 Н, например приблизительно от 9 до 12 Н, а второй приводящий магнитный элемент может иметь силу в диапазоне от 10 до 25 Н, например приблизительно от 15 до 20 Н.

При размещении на стальной пластине общая сила всех первых приводящих магнитных элементов может находиться в диапазоне от 25 до 75 Н, например от приблизительно 45 до 60 Н.

При размещении на стальной пластине общая сила всех вторых приводящих магнитных элементов может находиться в диапазоне от 50 до 125 Н, например от приблизительно 75 до 100 Н.

Может понадобиться приложение усилия к крыльчатке в направлении, противоположном от сборки приводящих магнитных элементов, для удаления крыльчатки при ее размещении в полости в положении, обеспечивающем возможность вращения относительно жидкого пищевого продукта. Такое прилагаемое усилие для удаления может находиться в диапазоне от 1 до 50 Н, например от 3 до 30 Н, например от 4 до 15 Н, например от 5 до 10 Н.

При размещении в полости в положении, обеспечивающем возможность вращения относительно жидкого пищевого продукта, сборка приводящих магнитных элементов может быть расположена от приводящих магнитных элементов на расстоянии в диапазоне от 2 до 15 мм, например от 3 до 10 мм, например от 4 до 7 мм.

В такой конфигурации все магнитные элементы могут быть использованы для приведения в движение крыльчатки (толкающим и тянущим магнитным полем). Путем обеспечения конфигурации, в которой некоторые магниты работают на притяжение, а некоторые — на отталкивание, общая сила притяжения между крыльчаткой и выходным валом может быть снижена при увеличении в то же время максимального крутящего момента, который можно передавать от выходного вала к крыльчатке. Таким образом, можно использовать крыльчатки с высокой инерцией и/или для эксплуатации в жидких пищевых продуктах с (относительно) высокой вязкостью, а также удалять их из полости без приложения относительно большого усилия со стороны пользователя для такого удаления.

Более того, за счет обеспечения одного приводного магнитного элемента со стороны крыльчатки для двух приводящих магнитных элементов (на притяжение и отталкивание) со стороны выходного вала, инерция (обусловленная весом) со стороны крыльчатки может быть уменьшена при сохранении в то же время хорошей магнитной передачи крутящего момента.

В одном варианте осуществления крыльчатка обеспечена общим количеством приводных магнитных элементов в диапазоне от 2 до 10, например в диапазоне от 4 до 8, при этом общее количество приводящих магнитных элементов на уровне приводного вала в два раза превышает количество приводных магнитных элементов.

Двигатель может быть расположен в отсеке двигателя, отделенном от полости контейнера, таком как отсек двигателя, который находится в док-станции для размещения контейнера с возможностью съема.

Отсек двигателя может включать в себя один или более электрических компонентов, таких как компонент в виде генератора переменного электромагнитного поля, направляемого в контейнер для нагрева жидкого пищевого продукта в контейнере.

Один или более электрических компонентов могут включать в себя по меньшей мере один из блока управления и блока управления питанием.

Отсек двигателя может быть совмещен со средством для отвода нежелательного тепла, например, как описано в PCT/EP16/063668.

Контейнер может быть установлен, например установлен с возможностью съема, на док-станции или внутри нее. Контейнер может быть смонтирован в док-станции или на ней или просто помещен на док-станцию или в нее. Например, контейнер выполнен с возможностью удаления из док-станции при обычной работе, например для выдачи из контейнера пищевого продукта, например молока. Контейнер может быть выполнен с возможностью удаления из док-станции только с целью обеспечения ухода или сервисного обслуживания.

Контейнер может быть механически пассивным. Таким образом, помимо неотъемлемых механических свойств материалов, формирующих его конструкцию с возможностью содержания пищевого продукта, а также интеграции или сборки в устройстве, в контейнере может отсутствовать какая-либо механически активная деталь, такая как двигатель или система преобразования движения, нормы гигиены или очистка которой может потребовать соблюдения дополнительной осторожности.

Контейнер может быть электрически пассивным. Таким образом, помимо неотъемлемых электрических свойств материалов, формирующих его конструкцию с возможностью содержания пищевого продукта, а также интеграции или сборки в устройстве, в контейнере могут отсутствовать любые электрические активные части, такие как электрическая схема из отдельных или интегрированных компонентов (например, резисторов, индуктивностей, транзисторов…), нормы гигиены или очистка которых может потребовать соблюдения дополнительной осторожности.

Обеспечивая контейнер, который обладает механической и/или электрической пассивностью, (необязательно с пассивной крышкой), можно гарантировать, что его будет легко чистить, например, водой для мойки посуды без риска повреждения электрических и/или механических компонентов.

Устройство может включать в себя термокондиционер для термического доведения жидкого пищевого продукта в полости до необходимого состояния, такой как нагреватель и/или охладитель, например резистивный, индуктивный или излучающий термокондиционер.

Термокондиционер может быть выполнен с возможностью нагрева снаружи периферийной стенки полости и/или нижней части полости для термического доведения содержащегося в полости жидкого пищевого продукта до необходимого состояния.

Устройство может содержать систему управления термокондиционером (нагревание и/или охлаждение) для:

- выполнения различных зависящих от времени профилей термообработки и/или для выполнения одного или более профилей термообработки с постоянными или переменными параметрами; и/или

- отключения термообработки.

Примеры подходящих термокондиционеров описаны в WO 2006/050900, WO 2008/142154 и PCT/EP16/063668.

Возмущающий элемент может быть выполнен с возможностью расположения на определенном расстоянии над нижней частью полости: на максимальном расстоянии для перемешивания, при вращении возмущающего элемента на максимальном уровне перемешивания с максимальной скоростью перемешивания вокруг оси крыльчатки; и на расстоянии для состояния покоя при неподвижном состоянии возмущающего элемента на уровне покоя. Максимальное расстояние для перемешивания может быть больше расстояния для состояния покоя.

Максимальная скорость перемешивания может быть достаточно высокой для вспенивания жидкого пищевого продукта, если такой пищевой продукт обладает способностью к вспениванию, как например молоко или продукт на основе молока.

Максимальная скорость перемешивания для возмущающего элемента может представлять собой скорость вращения в диапазоне от 300 до 10 000 об/мин, например от 500 до 7500 об/мин, например от 800 до 5000 об/мин, например от 1000 до 3000 об/мин.

Например, максимальное расстояние для перемешивания превышает расстояние для состояния покоя на величину разности расстояний в диапазоне от 0,5 до 6 см, например от 1 до 4 см, например от 1,5 до 3 см.

Иными словами, при вращении крыльчатки для оказания механического воздействия на жидкий пищевой продукт путем контактирования с ним в процессе вращения крыльчатка расположена непосредственно в массе, образованной жидким пищевым продуктом, с возможностью оказания непосредственного воздействия на жидкий пищевой продукт вращающейся крыльчаткой. И наоборот, при неподвижном состоянии крыльчатки возмущающий элемент находится в убранном положении (на нижней части контейнера или ближе к ней) для уменьшения или предотвращения какого-либо взаимодействия между крыльчаткой и удалением обработанного жидкого пищевого продукта, например, путем погружения ложки в массу обработанного жидкого пищевого продукта или путем выливания его через горловину контейнера.

Возмущающий элемент может быть выполнен с возможностью расположения над нижней частью полости на расстоянии, которое меньше максимального расстояния для перемешивания, например на расстоянии для состояния покоя при вращении элемента на более низком уровне перемешивания с более низкой скоростью перемешивания вокруг оси крыльчатки, причем более низкая скорость перемешивания ниже максимальной скорости перемешивания. Например, более медленная скорость перемешивания составляет менее 25% от максимальной скорости перемешивания, например менее 10%, например менее 3%, например менее 1%, например менее 0,25% от максимальной скорости перемешивания.

Уровень возмущающего элемента над нижней частью полости может зависеть от скорости возмущающего элемента, с которой происходит его вращение вокруг оси крыльчатки.

Уровень возмущающего элемента над нижней частью полости может зависеть от вязкости перемешиваемого жидкого пищевого продукта, которая может даже изменяться во время перемешивания, например при вспенивании жидкого пищевого продукта, например при вспенивании молока.

Устройство может включать в себя один или более ограничителей хода для предотвращения перемещения возмущающего элемента при вращении выше максимальной высоты. Например, такой ограничитель выступает от периферийной стенки к оси контейнера и/или такой ограничитель сформирован на направляющей крыльчатки и препятствует перемещению возмущающего элемента вверх выше максимальной высоты.

Устройство может включать в себя один или более ограничителей хода для предотвращения перемещения возмущающего элемента в состоянии покоя ниже минимальной высоты. Например, такой ограничитель выступает от периферийной стенки к оси контейнера или сформирован нижней частью полости и/или ограничитель сформирован опорой крыльчатки и препятствует перемещению возмущающего элемента вниз ниже минимальной высоты.

При использовании соответствующего ограничителя (например, геометрического ограничителя) можно удерживать возмущающий элемент под действием ограничителя в полости контейнера при наклоне контейнера (например, при выдаче его содержимого). В таком случае для удаления возмущающего элемента из полости ограничитель и/или возмущающий элемент могут быть выполнены с возможностью деформации, например упругой деформации для обеспечения возможности удаления элемента путем приложения достаточного давления и/или усилия.

Устройство может иметь направляющую для перемещения возмущающего элемента между максимальным уровнем перемешивания и уровнем покоя, причем по меньшей мере одна направляющая сформирована: периферийной стенкой контейнера; - центральной осью контейнера или крыльчатки; и периферийной вертикальной направляющей поверхностью крыльчатки.

Такая направляющая, например центральная ось, может иметь маркировку уровня или выше до максимального уровня заполнения полости жидким пищевым продуктом перед его перемешиванием. Направляющая может не содержать какой-либо маркировки, указывающей уровень заполнения выше маркировки максимального уровня заполнения. Максимальный уровень заполнения может быть расположен над нижней частью полости на среднем расстоянии по вертикали от нижней части, которое меньше 2/3 среднего расстояния по вертикали от нижней части полости до горловины полости, например меньше 1/2, например меньше 1/3, например меньше 1/4 среднего расстояния по вертикали между нижней частью полости и горловиной полости.

Направляющая, например центральная ось, может иметь маркировку уровня или ниже до минимального уровня заполнения полости жидким пищевым продуктом перед его перемешиванием. Направляющая может не содержать какой-либо маркировки, указывающей уровень заполнения ниже маркировки минимального уровня заполнения. Минимальный уровень заполнения может находиться выше уровня покоя для возмущающего элемента, например выше максимального уровня перемешивания для возмущающего элемента или выше 1/4 расстояния по вертикали между уровнем покоя и максимальным уровнем перемешивания.

Таким образом, можно использовать такую маркировку в качестве хорошо видимого индикатора или предупреждения для пользователя о заполнении полости жидким пищевым продуктом (перед перемешиванием) в пределах рабочего диапазона. Отсутствие маркировки на уровнях, до которых не следует заполнять полость жидким пищевым продуктом, означает, что пользователю не рекомендовано заполнять полость контейнера на таких нежелательных уровнях.

Маркировка, нанесенная в иллюстративных целях на центральной оси полости контейнера или крыльчатки, непрерывно или с промежутками по всему периметру оси, может быть выполнена видимой с любого (горизонтального) угла вокруг горловины полости таким образом, что пользователю не придется приподнимать контейнер или поворачивать вокруг его горловины, чтобы найти метку для выбора надлежащего уровня заполнения. Маркировка может быть нанесена непрерывно или с промежутками по всему периметру полости, например на ее периферийную стенку, хотя этот способ менее удобен.

Возмущающий элемент может быть выполнен с возможностью автоматического перемещения к нижней части полости при снижении скорости вращения возмущающего элемента от максимальной скорости перемешивания до состояния покоя, например, под действием силы тяжести и/или магнитного эффекта.

Возмущающий элемент может быть обеспечен одним или более магнитными элементами, взаимодействующими с одним или более магнитными элементами, которые расположены над магнитным (-и) элементом (-ами) возмущающего элемента в отталкивающей сборке и/или расположены под магнитным (-и) элементом (-ами) возмущающего элемента в притягивающей сборке.

Отталкивающая сборка может быть сформирована двумя создающими магнитное поле элементами, по существу, ориентированными на взаимное отталкивание.

Отталкивающая сборка может быть сформирована двумя создающими магнитное поле элементами, по существу, ориентированными на взаимное притяжение. и/или создающим магнитное поле элементом и ферромагнитным элементом, по существу, ориентированными на взаимное притяжение.

За счет использования магнитной сборки для удержания возмущающего элемента в нижней части полости контейнера или по направлению к нему, контейнер может быть наклонен (например, для выдачи его содержимого), при этом предотвращено или по меньшей мере затруднено выпадение возмущающего элемента из полости.

Крыльчатка может иметь носитель, который выполнен с возможностью перемещения относительно возмущающего элемента и вращается для приведения во вращение возмущающего элемента. Носитель может иметь передающую крутящий момент поверхность, такую как передающая крутящий момент поверхность, сформированная центральной осью и/или периферийной вертикальной направляющей поверхностью, которая вращается для приведения во вращение возмущающего элемента. Например, передающая крутящий момент поверхность имеет кулачок, который входит в зацепление с кулачковым следящим элементом возмущающего элемента, таким как винтообразный кулачок, для перемещения возмущающего элемента к максимальному уровню перемешивания при вращении возмущающего элемента с ускорением до максимальной скорости перемешивания и для перемещения возмущающего элемента к уровню покоя при вращательном замедлении возмущающего элемента до состояния покоя.

Безусловно, передающая крутящий момент поверхность и возмущающий элемент могут иметь обратное расположение кулачка и кулачкового следящего элемента, т. е. при этом кулачок находится на возмущающем элементе, а кулачковый следящий элемент расположен на передающей крутящий момент поверхности.

Винтообразный кулачок (при наличии) может иметь постоянный или переменный шаг. Переменный шаг может быть обеспечен для регулировки высоты возмущающего элемента в соответствии со скоростью его вращения.

Носитель может быть выполнен с возможностью расположения возмущающего элемента над нижней частью полости, например носитель расположен под возмущающим элементом на расстоянии в диапазоне от 0,5 до 5 см, например от 1 до 3,5 см.

Носитель может иметь ориентированную вниз выпуклую изогнутую контактную поверхность, например выступающий вниз штифт, так, что крыльчатка опирается на нижнюю стенку полностью через эту выпуклую изогнутую контактную поверхность. Выпуклая изогнутая контактная поверхность может находиться в контакте с нижней стенкой при общей площади поверхности, по существу, менее 5 мм², например менее 4 мм², например менее 3 мм², например менее 2 мм², например менее 0,3 мм².

Контактная поверхность может быть изготовлена из жесткого полимерного материала, такого как твердый пластик, или из безопасной для пищевых продуктов нержавеющей стали, и поддерживаться поверхностью нижней стенки, выполненной из керамического материала, такого как ПТФЭ, или из безопасной для пищевых продуктов нержавеющей стали, например из нержавеющей стали AiSi 304.

Возмущающий элемент может иметь подъемную поверхность, например, в форме подводного или авиационного крыла, для подъема возмущающего элемента при его размещении в жидком пищевом продукте и вращательном ускорении до максимальной скорости перемешивания.

Устройство может включать держатель, например съемный держатель, для удерживания одного или более ингредиентов и/или одного или более элементов термопередачи. Держатель может быть соединен с возмущающим элементом для приведения в движение с возмущающим элементом в жидком пищевом продукте.

Такой один или более элементов теплопередачи могут содержать по меньшей мере один элемент, выбранный из кубика льда, например кубика льда из воды или кубика льда из молока, нагретой или охлажденной вставки, такой как инертная вставка, как правило, пищевая вставка.

Такой один или более ингредиентов могут содержать:

- по меньшей мере один ингредиент, выбранный из кофе, например быстрорастворимого кофе, какао, шоколада, сахара, меда, молока и сливок; и/или

- по меньшей мере один ингредиент, подаваемый в составе или в виде сыпучего твердого ингредиента, например, имеющего, по существу, форму параллелепипеда, призмы, пирамиды, например усеченной пирамиды, полиэдра, например октаэдра, или икосододекаэдра, или ромбокубооктаэдра, цилиндра, конуса, например усеченного конуса, сферы, например усеченной сферы, эллипсоида, например усеченного эллипсоида, овоида, например усеченного овоида.

Держатель может формировать корзину для размещения такого одного или более ингредиентов и/или одного или более элементов термопередачи, при этом корзина имеет одно или более боковых отверстий для перемещения ингредиента и/или передачи тепла изнутри наружу держателя. Корзина может быть сформирована в виде, по существу, сплошного одного места или в виде множества мест для ингредиента (-ов) и/или элемента (-ов) термопередачи. Например, держатель имеет множество мест, разделенных перегородками, например перегородками, по существу, в форме радиально выступающих ребер или крыльев или граней.

Примеры подходящих держателей описаны в WO 2011/039222 и в WO 2011/039224.

Элемент (-ы) для создания магнитного поля может (могут) включать в себя при необходимости электромагнитный элемент или постоянный магнитный элемент, например изготовленный из по меньшей мере одного из железа, никеля, кобальта, редкоземельных металлов, такого как ланданид, и сплавов и оксидов, содержащих такие металлы, а также полимеров (например, пластиков), содержащих такие элементы и компоненты.

Ферромагнитный элемент (-ы) может (могут) быть выполнен (-ы) из по меньшей мере одного из Co, Fe, Fe₂O₃, FeOFe₂O₃, NiOFe₂O₃, CuOFe₂O₃, MgO Fe₂O₃, Nd₂Fe₁₄B, Mn, Bi, Ni, MnSb, MnOFe₂O₃, Y₃Fe₅O₁₂, CrO₂, MnAs, Gd, Dy, EuO, Cu₂MnAl, Cu₂MnIn, Cu₂MnSn, Ni₂MnAl, Ni₂MnIn, Ni₂MnSn, Ni₂MnSb, Ni₂MnGa, Co₂MnAl, Co₂MnSi, Co₂MnGa, Co₂MnGe, SmCo₅, Sm₂Co₁₇, Pd₂MnAl, Pd₂MnIn, Pd₂MnSn, Pd₂MnSb, Co₂FeSi, Fe₃Si, Fe₂VAl, Mn₂VGa и Co₂FeGe.

Краткое описание чертежей

Ниже приводится описание изобретения со ссылками на схематичные чертежи, на которых:

на фиг. 1 показан вид в поперечном сечении устройства согласно изобретению, имеющего крыльчатку, приводимую в движение магнитным способом с помощью двигателя;

на фиг. 2 показан вид в перспективе крыльчатки, которая может быть установлена в изображенном на фиг. 1 устройстве, с возмущающим элементом на уровне покоя;

на фиг. 3 показана другая крыльчатка (имеющая слегка отличающуюся конструкцию) с возмущающим элементом на максимальном уровне перемешивания, которая может быть установлена в устройстве, изображенном на фиг. 1;

на фиг. 4 показан вид в перспективе держателя для размещения одного или более ингредиентов и/или одного или более элементов термопередачи, которые могут быть установлены на крыльчатке, изображенной на фиг. 2 или 3;

на фиг. 5 показан вид сбоку держателя, показанного на фиг. 4;

на фиг. 6 показан держатель, изображенный на фиг. 4 и 5, с одним или более элементами термопередачи;

на фиг. 7 показана сборка приводящих магнитных элементов, которые могут быть установлены в устройстве, изображенном на фиг. 1, и соединены с двигателем для приведения в движение крыльчатки; и

на фиг. 8 показана сборка приводных магнитных элементов, которые могут быть установлены на крыльчатке, изображенной на фиг. 1 так, что крыльчатка может быть приведена в движение при помощи сборки приводящих магнитных элементов, изображенных на фиг. 7.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 и 8, в которых одни и те же ссылки, по существу, обозначают одни и те же элементы, показан пример осуществления устройства 1 для перемешивания жидкого пищевого продукта, такого как молоко или продукт на основе молока.

Устройство 1 может представлять собой автономное устройство или устройство, встроенное в кухонный комбайн, такой как устройство для приготовления напитков, например кофеварка.

Устройство 1 содержит контейнер 10, ограничивающий полость 11 с нижней частью 12 и периферийной стенкой 13 для размещения жидкого пищевого продукта, подлежащего перемешиванию, причем полость 11 проходит, по существу, вдоль, по существу, вертикальной центральной оси 14 контейнера и имеет горловину 15 для удаления жидкого пищевого продукта из контейнера 10 после перемешивания.

Крыльчатка 20 имеет возмущающий элемент 21, например насадку для взбивания, или шторку, или эмульгирующую пластину, который выполнен с возможностью вращения в полости 11 относительно жидкого пищевого продукта вокруг оси 22 крыльчатки, которая, по существу, совпадает с осью 14 контейнера или параллельна ей. Крыльчатка 20 включает в себя сборку приводных магнитных элементов 26 в виде постоянных магнитов.

Возмущающий элемент 21 может иметь обрабатывающую поверхность 21’’ для механического воздействия на жидкий пищевой продукт, например для смешивания жидкого пищевого продукта с другой текучей средой, например воздухом.

Устройство 1 включает в себя двигатель 30, имеющий выходной вал 31, который магнитно связан с возмущающим элементом 21 через нижнюю часть 12 контейнера и/или периферийную стенку 13 для приведения в движение возмущающего элемента 21. Выходной вал 31 приводит в действие сборку приводящих магнитных элементов 36, 36’, которые магнитно взаимодействуют с приводными магнитными элементами 26, чтобы приводить крыльчатку 20 во вращение.

Один из приводных магнитных элементов 26 расположен с возможностью:

- расположения, по существу, напротив первого приводящего магнитного элемента 36 в, по существу, притягивающей ориентации по отношению к такому одному приводному магнитному элементу 26, при этом первый приводящий магнитный элемент 36 приводит во вращение такой один приводной магнитный элемент 26, причем первый приводящий магнитный элемент 36 необязательно представляет собой притягивающий электромагнит или постоянный магнит 36; и

- смещения относительно второго приводящего магнитного элемента 36’ в, по существу, отталкивающей ориентации по отношению к такому одному приводному магнитному элементу 26, при этом второй магнитный элемент 36’ приводит во вращение такой один приводной магнитный элемент 26, причем второй приводящий магнитный элемент 36’ необязательно представляет собой отталкивающий электромагнит или постоянный магнит 36’ и/или располагается смежно с первым приводящим магнитным элементом 36.

Каждый приводной магнитный элемент 26 может быть расположен, по существу, напротив соответствующего первого приводящего магнитного элемента 36 в, по существу, притягивающей ориентации и смещен относительно соответствующего второго приводящего магнитного элемента 36’ в, по существу, отталкивающей ориентации.

Первый и второй приводящие магнитные элементы 36, 36’ могут находиться в кольцеобразной сборке и/или располагаться внутри или на приводящем диске 35. Сборка приводных магнитных элементов 26 может быть выполнена в конфигурации, которая обладает одним или более из следующих признаков:

- по существу, параллельная, например, по существу, коллинеарная ориентация относительно по меньшей мере некоторых из первого и второго приводящих магнитных элементов 36, 36’;

- размещение в или на носителе 23, 28, вращающем возмущающий элемент 21, например внутри приводного диска 28 или на нем и/или внутри полостей или отверстий 26a такого носителя или на них; и

- размещение в кольцеобразной сборке, например кольцеобразной сборке на кольце, соответствующем и располагаемом напротив кольца, содержащего кольцеобразную сборку из первого и второго приводящих магнитных элементов 36, 36’.

Один или каждый приводной магнитный элемент 26 может создавать вместе с соответствующим первым приводящим магнитным элементом 36, который, по существу, имеет притягивающую ориентацию, аккумулированное притягивающее магнитное поле и вместе с соответствующим вторым приводящим магнитным элементом 36’, который имеет, по существу, отталкивающую ориентацию, аккумулированное отталкивающее магнитное поле.

Аккумулированное отталкивающее магнитное поле может быть больше притягивающего магнитного поля, например, второй приводящий магнитный элемент 36’ в, по существу, отталкивающей ориентации создает магнитное поле, превышающее магнитное поле, создаваемое первым приводящим магнитным элементом 36 в, по существу, притягивающей ориентации. Например, аккумулированное отталкивающее магнитное поле и аккумулированное притягивающее магнитное поле могут иметь соотношение по меньшей мере 1,02, например, соотношение в диапазоне от 1,03 до 1,25, например от 1,05 до 1,2, например от 1,08 до 1,15, например в диапазоне от 1,11 до 1,13.

При размещении на стальной пластине первый приводящий магнитный элемент 36 и приводной магнитный элемент 26 могут иметь каждый силу в диапазоне от 5 до 15 Н, например приблизительно от 9 до 12 Н, а второй приводящий магнитный элемент 36’ может иметь силу в диапазоне от 10 до 25 Н, например приблизительно от 15 до 20 Н.

При размещении на стальной пластине общая сила всех первых приводящих магнитных элементов 36 может находиться в диапазоне от 25 до 75 Н, например от приблизительно 45 до 60 Н.

При размещении на стальной пластине общая сила всех вторых приводящих магнитных элементов 36’ может находиться в диапазоне от 50 до 125 Н, например от приблизительно 75 до 100 Н.

При размещении на стальной пластине общая сила всех приводных магнитных элементов 26 может находиться в диапазоне от 25 до 75 Н, например от приблизительно 45 до 60 Н.

Может понадобиться приложение усилия к крыльчатке 20 в направлении, противоположном от сборки приводящих магнитных элементов 36,36’, для удаления крыльчатки 20 при ее размещении в полости 11 в положении, обеспечивающем возможность вращения относительно жидкого пищевого продукта. Такое прилагаемое усилие для удаления может находиться в диапазоне от 1 до 50 Н, например от 3 до 30 Н, например от 4 до 15 Н, например от 5 до 10 Н.

При размещении в полости 11 в положении, обеспечивающем возможность вращения относительно жидкого пищевого продукта, сборка приводящих магнитных элементов 36, 36’ может быть расположена от приводящих магнитных элементов 26 на расстоянии в диапазоне от 2 до 15 мм, например от 3 до 10 мм, например от 4 до 7 мм.

Двигатель 30 может быть расположен в отсеке 41 двигателя отдельно от полости 11 контейнера. Отсек 41 двигателя может быть расположен в док-станции 40 для размещения контейнера 10 с возможностью съема.

Устройство 1 может дополнительно включать в себя термокондиционер 38 для термического доведения жидкого пищевого продукта в полости 11 до необходимого состояния, такой как нагреватель и/или охладитель, например резистивный, индуктивный или излучающий термокондиционер. Термокондиционер 38 может быть выполнен с возможностью нагрева снаружи периферийной стенки 13 и/или нижней части 12 полости 11 для термического доведения содержащихся в полости 11 жидкого пищевого продукта до необходимого состояния.

Возмущающий элемент 21 может быть выполнен с возможностью расположения на определенном расстоянии над нижней частью полости 12:

- на максимальном расстоянии H для перемешивания при вращении возмущающего элемента 21 на максимальном уровне S перемешивания с максимальной скоростью перемешивания вокруг оси 22 крыльчатки; и

- на расстоянии h для состояния покоя при неподвижном состоянии возмущающего элемента 21 на уровне R покоя.

Максимальное расстояние H для перемешивания больше расстояния h для состояния покоя. Например, максимальное расстояние H для перемешивания может превышать расстояние h для состояния покоя на величину разности расстояний в диапазоне от 0,5 до 6 см, например от 1 до 4 см, например от 1,5 до 3 см.

Возмущающий элемент 21 может быть выполнен с возможностью расположения над нижней частью 12 полости на расстоянии, которое меньше максимального расстояния H для перемешивания, например на расстоянии h для состояния покоя при вращении элемента на более низком уровне перемешивания с более низкой скоростью перемешивания вокруг оси крыльчатки. Более медленная скорость перемешивания ниже, чем максимальная скорость перемешивания. Например, более медленная скорость перемешивания может составлять менее 25% от максимальной скорости перемешивания, например менее 10%, например менее 3%, например менее 1%, например менее 0,25% от максимальной скорости перемешивания.

Уровень возмущающего элемента 21 над нижней частью 12 полости может зависеть от скорости возмущающего элемента 21, с которой происходит его вращение вокруг оси 22 крыльчатки, и/или может зависеть от вязкости перемешиваемого жидкого пищевого продукта.

Устройство 1 может содержать один или более ограничителей 16, 27; 12, 28 хода для предотвращения перемещения возмущающего элемента 21:

- выше максимальной высоты при вращении, например ограничитель 16, выступающий от периферийной стенки 13 к оси 14 контейнера, и/или ограничитель 27, сформированный на направляющей 23 крыльчатки 20 и препятствующий перемещению возмущающего элемента 21 вверх выше максимальной высоты, и/или

- ниже минимальной высоты при нахождении в состоянии покоя, например ограничитель 12, выступающий от периферийной стенки 13 к оси 14 контейнера или сформированный нижней частью 12, и/или ограничитель 28, сформированный опорой 28 крыльчатки 20 и препятствующий перемещению возмущающего элемента 21 вниз ниже минимальной высоты.

Устройство 1 может включать в себя направляющую 13, 23 для перемещения возмущающего элемента 21 между максимальным уровнем S перемешивания и уровнем R покоя. Например, по меньшей мере одна направляющая сформирована:

- периферийной стенкой (13) контейнера;

- центральной осью 23 контейнера или крыльчатки 20; и

- периферийной вертикальной направляющей поверхностью крыльчатки.

Такая направляющая, например центральная ось 23, может иметь маркировку 27, 27', 27’’ уровня или выше до максимального уровня заполнения полости 11 жидким пищевым продуктом перед его перемешиванием, при этом направляющая не содержит какой-либо маркировки, указывающей уровень заполнения выше маркировки 27, 27’ максимального уровня заполнения. Максимальный уровень заполнения может быть расположен над нижней частью 12 полости на среднем расстоянии по вертикали от нижней части 12, которое меньше 2/3 среднего расстояния по вертикали от нижней части 12 полости до горловины 15 полости, например меньше 1/2, например меньше 1/3, например меньше 1/4 среднего расстояния по вертикали между нижней частью 12 полости и горловиной 15 полости.

Такая направляющая, например центральная ось 23, может иметь маркировку 27, 27', 27’’ уровня или маркировку 27, 27’’ ниже до минимального уровня заполнения полости 11 жидким пищевым продуктом перед его перемешиванием, при этом направляющая не имеет какой-либо маркировки, указывающей уровень заполнения ниже маркировки 27, 27’’ минимального уровня заполнения. Минимальный уровень заполнения может находиться выше уровня R покоя для возмущающего элемента 21, например, выше максимального уровня S перемешивания для возмущающего элемента 21 или выше 1/4 расстояния по вертикали между уровнем покоя R и максимальным уровнем S перемешивания.

Возмущающий элемент 21 может быть выполнен с возможностью автоматического перемещения к нижней части 12 полости при снижении скорости вращения возмущающего элемента 21 от максимальной скорости перемешивания до состояния покоя, например, под действием силы тяжести и/или магнитного эффекта.

Возмущающий элемент 21 может быть обеспечен одним или более магнитными элементами 24, взаимодействующими с одним или более магнитными элементами 25, 26, 36, которые расположены над магнитным(-и) элементом(-ами) 24 возмущающего элемента в отталкивающей сборке и/или расположены под магнитным(-и) элементом(-ами) 24 возмущающего элемента в притягивающей сборке.

Отталкивающая сборка 24, 25 может быть сформирована двумя создающими магнитное поле элементами, по существу, ориентированными на взаимное отталкивание.

Притягивающая сборка 24, 26, 24, 36 может быть сформирована: двумя создающими магнитное поле элементами, по существу, ориентированными на взаимное притяжение; и/или создающим магнитное поле элементом и ферромагнитным элементом, по существу, ориентированными на взаимное притяжение.

Крыльчатка 20 может иметь носитель 23, 28, который выполнен с возможностью перемещения относительно возмущающего элемента 21 и вращается для приведения во вращение возмущающего элемента 21. Носитель 23, 28 может иметь передающую крутящий момент поверхность, такую как передающая крутящий момент поверхность, сформированная центральной осью 23 и/или периферийной вертикальной направляющей поверхностью, которая вращается для приведения во вращение возмущающего элемента. Передающая крутящий момент поверхность может иметь кулачок 29, который входит в зацепление с кулачковым следящим элементом 29’ возмущающего элемента 21, такой как винтообразный кулачок 29, для перемещения возмущающего элемента 21 к максимальному уровню S перемешивания при вращении возмущающего элемента 21 с ускорением до максимальной скорости перемешивания и для перемещения возмущающего элемента 21 к уровню R покоя при вращательном замедлении возмущающего элемента 21 до состояния покоя. Конечно, передающая крутящий момент поверхность и возмущающий элемент 21 могут иметь обратное расположение кулачка и кулачкового следящего элемента.

Возмущающий элемент 21 может иметь подъемную поверхность 21’, например, в форме подводного или авиационного крыла, для подъема возмущающего элемента 21 при его размещении в жидком пищевом продукте и вращательном ускорении до максимальной скорости перемешивания.

Устройство 1 может включать держатель 50, например съемный держатель 50, для удерживания одного или более ингредиентов и/или одного или более элементов термопередачи. Держатель 50 может быть соединен с возмущающим элементом 21 для приведения в действие с возмущающим элементом 21 в таком жидком пищевом продукте.

Один или более элементов теплопередачи могут включать в себя по меньшей мере один элемент, выбранный из кубиков льда, например кубиков льда из воды или кубиков льда из молока, нагретой или охлажденной вставки, такой как инертная вставка, как правило, пищевая вставка.

Один или более ингредиентов могут включать в себя по меньшей мере один ингредиент, выбранный из кофе, например быстрорастворимого кофе, какао, шоколада, сахара, меда, молока и сливок.

Один или более ингредиентов могут включать в себя по меньшей мере один ингредиент, подаваемый в составе или в виде сыпучего твердого ингредиента, например, имеющего, по существу, форму параллелепипеда, призмы, пирамиды, например усеченной пирамиды, полиэдра, например октаэдра, или икосододекаэдра, или ромбокубооктаэдра, цилиндра, конуса, например усеченного конуса, сферы, например усеченной сферы, эллипсоида, например усеченного эллипсоида, овоида, например усеченного овоида.

Держатель 50 может формировать корзину для размещения одного или более ингредиентов и/или одного или более элементов термопередачи. Корзина может иметь одно или более боковых отверстий 51 для перемещения ингредиента и/или передачи тепла изнутри наружу держателя 50. Корзина может быть выполнена в виде, по существу, сплошного одного места или в виде множества мест 55 для ингредиента (-ов) и/или элемента (-ов) термопередачи, например множества мест, разделенных перегородками, например перегородками, по существу, в форме радиально выступающих ребер, или крыльев, или граней 52.

Реферат

Устройство (1) для перемешивания жидкого пищевого продукта имеет: контейнер (10), ограничивающий полость (11) с нижней частью (12) и периферийной стенкой (13) для размещения жидкого пищевого продукта, подлежащего перемешиванию; крыльчатку 20, содержащую возмущающий элемент (21), выполненный с возможностью вращения в полости (11), причем крыльчатка (20) включает в себя сборку приводных магнитных элементов (26) в виде постоянных магнитов; и двигатель (30), имеющий выходной вал (31), который магнитно связан с возмущающим элементом (21) через нижнюю часть (12) контейнера и/или периферийную стенку (13) для приведения в движение возмущающего элемента (21), причем выходной вал (31) приводит в движение сборку приводящих магнитных элементов (36, 36'), которые магнитно взаимодействуют с приводными магнитными элементами (26), чтобы приводить крыльчатку (20) во вращение. Один из приводных магнитных элементов (26) расположен с возможностью: расположения напротив первого приводящего магнитного элемента (36), притягивающей ориентации по отношению к указанному одному приводному магнитному элементу (26), при этом первый приводящий магнитный элемент (36) приводит во вращение этот один приводной магнитный элемент (26); смещения относительно второго приводящего магнитного элемента (36’), отталкивающей ориентации по отношению к одному приводному магнитному элементу (26), при этом второй магнитный элемент (36’) приводит во вращение один приводной магнитный элемент (26). Технический результат заявленного устройства заключается в создании устройства для обработки жидкого пищевого продукта, которое обеспечивает конфигурацию механизма перемешивания, приводимого в действие легкосъемной магнитной муфтой с высоким показателем крутящего момента. 49 з.п. ф-лы, 8 ил.

Формула