滴漏式咖啡壶结构设计参考

滴漏式咖啡壶结构设计参考

滴漏式咖啡壶结构设计，本人将从产品（整机）,组件(部件),零件分三个层次,分别从

1.功能要求,

2.设计要点,

3.典型/成熟的结构

4.不良案例,

5.标准/专用件,

6.注意事项,

六个方面, 结合公司实际工艺和生产特点,结合本人咖啡壶设计和评审的经验进行叙述,

希望工程师在设计咖啡壶产品时对照该资料, 去伪存真,不断补充.

一. 咖啡壶概述

1.咖啡壶主要用于家庭或商业用途的煲制咖啡,也可冲茶和打泡沫牛奶。

2.常见咖啡壶有滴漏式咖啡壶，置换式咖啡壶，虹吸式咖啡壶，压力式咖啡壶，ESPRESSO，咖啡中心等。

3.咖啡壶的基本工作原理

A．滴漏式咖啡壶的基本原理

滴漏式咖啡壶工作时，水箱里的水经止口阀(单向阀)流入发热管(或锅炉)加热后产生压力，克服水箱和花洒的水位高度差和流动沿程阻力, 通过管路(连接管)流到花洒，喷入装有咖啡粉(或咖啡饼)的过滤蓝，滴入咖啡杯.由于止口阀的作用，水流是脉冲间断的。注: 健伍一款咖啡壶有锅炉, GT300有锅炉和水泵. 对有水泵, 锅炉的咖啡壶，热水是连续的。

B．虹吸式咖啡壶基本原理

虹吸式咖啡壶上部为咖啡蓝，中部为水壶，底部为加热组件。水加热后，压力升高，上溢至咖啡蓝浸泡咖啡粉，当水全部上溢后，发热部分因温度升高而温控器跳断，几秒钟后由于冷却壶中的压力下降,咖啡液迅速回落壶中。

C． ESPRESSO咖啡壶基本原理

锅炉内的水被加热后，锅炉内压力会升高，当水温升高，压力升高到某一值，热水会打开压力开关流射至咖啡篮。注, 拨置换开关至蒸汽挡可导致水蒸汽从图1右边的管射出，冲牛奶或泡沫咖啡。

图1 ESPRESSO咖啡壶

D．压力式咖啡壶基本原理

管路系统中有水泵，发热组件多数为锅炉，水箱多数有水位感应装置，或管路中加流量计。用IC控制各项功能。

E．置换式咖啡壶

锅炉中的水长期在预热状态，加入冷水，置换出热水冲咖啡。

二. 咖啡壶的组件（以滴漏式咖啡壶为例）

滴漏式咖啡壶一般由以下几部分组成，不同的结构和外形，部件有增有减

1. 顶盖(Top Cover)和水箱盖(Reservoir Cover/Lid)

2. 大身(Housing/Main Housing/Upper Housing)和水箱(Reservoir/Upper Housing/Water tank)

3. 花洒(Spreader)和花洒组合

4. 过滤杯(Brew Basket)和防漏机构(Drip Stop)

5. 咖啡杯组合(Glass Carafe or thermal Carafe)

6. 底座(Lower Housing/Base) 和底板(Base Cover/Bottom Cover/ Bottom Plate)

7. 隔热圈(insulating Ring/Phenolic Ring)和保温板(Keep Warm Plate)

8. 发热管(Heater Assy/HWG-heat water general)总成

9.控制面板组合（Control Panel Assy）

（一）顶盖,水箱盖及其组件

顶盖是构成咖啡壶之外观零件之一，多数为PP料。

功能要求:

1.遮盖过滤篮和水箱,单独遮盖水箱为一个零件者称为水箱盖；

2.安装花洒或连动翻起花洒。

设计要求:

1.避免纯平面的顶盖设计, 如果外观是纯平,也要做2至3mm弧顶,要么做顶盖加内衬双层；

2.由于顶盖内表面会做一些钩,扣,骨之类的,一定要注意缩水痕问题；

3. 顶盖翻启要大过90°；

4.顶盖打开时,内表面因蒸汽而形成的水珠要能滑落回水箱；

5.顶盖盖下时要平，顶盖与大身多数设计有扣；

6.正常温度测试,顶盖外表面不能超过75°(即50°温升), 把手位不能蒸汽烫手；

7.转轴∮3.5以上,否则跌落测试易断；

8.顶盖翻启时左右摆动不能太大, 转轴与轴孔的配合不要太松;推荐∮3.7轴配∮4.0孔,轴肩与

孔侧间隙留0.2mm；

9.顶盖扣紧力为1至6磅,原则上冷态时翻顶盖不会拎起整机,热态时还要保持有扣感,扣要好入好出,扣单边扣入0.30mm；

10．酿制一杯咖啡的过程中, 冷凝水珠滴至机外不能超过2滴。

基本结构:

1.图2是外扣一件式顶盖。由于顶盖和水箱的变形，特别是水位片二次注塑的水箱，水窗位置变形很大，故顶盖和水箱，其配合侧间隙要1.0mm，高度方向重叠要3至5mm。

图2 图3 图4 图5

2.图3,4,5是内嵌式顶盖。此结构多数设计有装饰圈,对水箱定型有帮助，顶盖和装饰圈（或水箱）侧间隙设计留0.5至1.0mm.高度要留空1.0mm。

3.顶盖内衬(花洒盖)距过滤篮高度空隙留1.5-2.0mm。

4.图6是固定式顶盖,单独水箱盖.顶盖与大身多为扣位联接,或从下面打三颗螺丝. 顶盖扣位联接要考虑在热态下不容易脱扣。

顶盖

扣

上大身

图6 图7

典型结构:

图7是一款典型的顶盖扣位设计,用于DLX1050, 特点是扣紧力不受顶盖尺寸变化的影响。

注意事项:

顶盖和水箱盖都不能用普通ABS料.如CM-12水箱盖曾由PC改为ABS失败, 最后改为PP, Sears 顶盖己由ABS改为PC, 计划改高温ABS。

(二)上大身,水箱及其部件

上大身前半部构成放过滤篮空间,后半部构成水箱, 是构成咖啡壶之外观零件之一,壁厚一般2.0-2.2mm.