EXTRACTION UNIT FOR EXTRACTION OF BEVERAGE FROM SUBSTANCE CONTAINED IN CARTRIDGE AS PARTICLES
ЭКСТРАКЦИОННЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ НАПИТКА ИЗ ВЕЩЕСТВА В ВИДЕ ЧАСТИЦ, СОДЕРЖАЩЕГОСЯ В КАРТРИДЖЕ

Настоящее изобретение относится к экстракционному узлу для экстракции напитка для использования в устройствах для экстракции напитка из вещества в виде частиц, такого как молотый кофе, быстрорастворимый кофе, чай, порошковый шоколад, порошковое молоко и тому подобное, содержащегося в картридже.
Известно, что для устройств для экстракции напитка из вещества в виде частиц требуется, чтобы это вещество находилось в фильтрующем держателе, установленном в устройстве. В частности, автоматические/полуавтоматические кофеварки эспрессо содержат фильтрующий держатель, также называемый фильтродержателем, в который помещают дозу молотого кофе перед экстракцией кофейного напитка.
Общие стадии экстракции кофейного напитка в кофеварке эспрессо, которые, по существу, эквивалентны стадии других автоматических устройств для приготовления напитка, начиная с порошкообразного вещества, включают стадию подачи горячей воды под соответствующим давлением в экстракционную камеру, которая содержит фильтрующий держатель, стадию варки и стадию подачи сваренного напитка, готового для питья, в наружную чашку или стакан.
Молотый кофе, а также другие вещества в виде частиц для приготовления сваренных напитков, обычно является веществом одноразового использования, в котором органолептические свойства, такие как вкус, аромат и консистенция сваренного напитка, безнадежно теряются, когда молотый кофе является намокшим. Следовательно, в кофеварках эспрессо и в других варочных устройствах вещество в виде частиц необходимо удалять после однократной варки. Это является причиной, по которой фильтрующий держатель, вмещающий дозу молотого кофе, обычно вручную извлекается из кофеварки эспрессо для освобождения держателя от используемого молотого кофе и наполнения его новой дозой молотого кофе.
Для облегчения операций по наполнению и освобождению фильтрующего держателя были разработаны предварительно упакованные таблетки молотого кофе одноразового пользования, состоящие из дозы молотого кофе, содержащегося в мешочном бумажном фильтре или маленьком пакетике, которые непосредственно должны размещаться в фильтродержателе кофеварки эспрессо. Несмотря на то, что данная конструкция была удобной в обращении, она имела несколько недостатков. В частности, таблетка не является воздухонепроницаемой, и, следовательно, необходимо обеспечить вторую воздухонепроницаемую упаковку для сохранения каждой дозы незагрязненной в условиях окружающей среды во время ее хранения.
Кроме того, руки пользователя соприкасаются с таблеткой при размещении таблетки на фильтродержателе, так что гигиена не вполне соблюдается.
В течение прошлых лет были также созданы разовые капсулы, содержащие молотый кофе. Такие капсулы, обычно имеющие форму усеченного конуса, изготавливаются из пластика или алюминия и обеспечивают лучшую воздухонепроницаемую защиту от внешней окружающей среды, чем бумажный фильтр, используемый в таблетках.
Известная капсула имеет верхнюю поверхность, которая пробивается инжектирующей иглой/соплом кофеварки эспрессо для инжекции воды под давлением внутрь капсулы, и нижнюю поверхность, содержащую ослабленные зоны, которые разрываются под давлением фильтрующихся жидкостей. Внутренний фильтр также предусмотрен внутри капсулы для предотвращения выхода твердых веществ из капсулы вместе с кофейным напитком.
Другая известная капсула содержит цилиндрический корпус, выполненный из полипропилена, с верхней и нижней поверхностями, имеющими множество отверстий для распределения горячей воды по всей дозе молотого кофе и содержащий лист из бумажного фильтра для блокировки прохождения молотого кофе снаружи отверстий нижней поверхности во время стадии экстракции. Эти капсулы обычно должны размещаться в дополнительную упаковку, такую как многослойный пластиковый маленький пакет.
Для приготовления кофейного напитка известные капсулы и картриджи размещаются в фильтродержателе, который составляет экстракционную камеру для кофе при его установке на кофеварку. Во время стадии экстракции фильтрующиеся жидкости могут приходить в соприкосновение с внутренними поверхностями экстракционной камеры перед окончательным выходом из нее в наружную кофейную чашку. Такой контакт засоряет экстракционную камеру, а также фильтродержатель, и после ряда операций экстракции кофе качество напитка значительно снижается из-за остаточных примесей и загрязняющих веществ в экстракционной камере.
Следовательно, экстракционный узел, содержащий экстракционную камеру и фильтродержатель, необходимо тщательно чистить после некоторого количества операций по экстракции кофе; кроме того, декальцинация должна выполняться на регулярной основе.
Даже когда такие очистные операции проводятся регулярно, турбулентность жидкости внутри экстракционной камеры устройства или недостаточное уплотнение на открытой верхней поверхности капсулы во время впрыска воды обуславливает покрытие частей наружной поверхности самой капсулы экстрагированным напитком или инжектируемой водой, таким образом, нарушая требования по гигиене во время экстракции.
Другим недостатком известных капсул является то, что они не удерживают примеси фильтрующихся жидкостей внутри капсулы, в которой образованы перфорационные отверстия или отверстия на верхней поверхности и/или на нижней поверхности капсул для прохождения примесей жидкости, когда заканчивается экстракция и/или когда капсула извлекается из устройства, вызывая просачивание их из капсулы и загрязнение вокруг кофеварки.
Кроме того, известные капсулы и кофеварки эспрессо не только не ограничены требованиями по гигиене, но они часто оказываются под воздействием неэффективного распределения горячей воды в молотый кофе и/или подачи кофейного напитка.
В действительности, в известных капсулах, имеющих форму усеченного конуса, горячая вода инжектируется во внутренний объем с помощью сопла, который пробивает верхнюю поверхность, имеющую меньший диаметр, чем нижняя поверхность, так что горячая вода разбрызгивается из одной точки, а не равномерно подается на всю дозу кофе. Следовательно, горячая вода неравномерно омывает частицы кофе.
Этот недостаток был частично устранен с помощью картриджа, описанного в EP-A-1344722, в котором две шайбы расположены внутри картриджа, имеющие множество отверстий и множество выступов для образования множества каналов для жидкости. К сожалению, такой известный картридж должен пробиваться в верхней и нижней поверхностях для экстракции напитка, и внутренний объем картриджа должен содержать дополнительные элементы, такие как дистрибутивные шайбы.
Еще одним недостатком картриджей известного уровня техники является то, что они являются не очень удобными в обращении, поскольку пользователь должен регулировать направление вставки, когда он устанавливает картридж в экстракционное устройство. Эта регулировка может быть упрощена с помощью конкретной формы держателя картриджа в устройстве, но когда пользователь особенно спешит (например, когда пользователь работает барменом, в обязанности которого входит постоянное и быстрое приготовление кофейных напитков для многих клиентов), то даже незначительная регулировка является неприемлемой.
Раскрытие настоящего изобретения
Целью настоящего изобретения является устранение недостатков экстракционных устройств известного уровня техники посредством создания экстракционного узла, который в значительной степени уменьшит или устранит загрязнение любого элемента устройств для получения напитка из вещества в виде частиц.
В объеме данной цели задачей настоящего изобретения является создание универсального устройства для экстракции напитка, которое использует преимущество своей конструкции, не подверженной загрязнению, для обеспечения последовательных экстракций напитков из различных типов веществ в виде частиц.
Второй конкретной задачей настоящего изобретения является передача большей части функций, которые обычно выполняются устройствами для экстракции напитков, картриджам, используемым в таких экстракционных устройствах.
Другой конкретной задачей настоящего изобретения является обеспечение надежного удерживания вещества в виде частиц внутри картриджа, пока картридж не будет установлен в устройство для экстракции напитка, уменьшая загрязнение частицами из внешней окружающей среды.
Другой задачей является более простое использование картриджа посредством уменьшения количества операций, которые необходимо выполнять для подготовки картриджа к установке в устройство для экстракции напитка.
Дополнительной задачей является обеспечение более равномерного распределения инжектируемой жидкости по всей дозе вещества в виде частиц в картридже.
Еще одной задачей является упрощение и уменьшение внутренней загрузки картриджа и устройства для экстракции напитка без влияния на качество готового напитка.
Не последней задачей настоящего изобретения является создание картриджа и экстракционного узла, которые ускорят операции по приготовлению напитка.
Эта цель, эти и другие задачи, которые станут понятными ниже, достигаются с помощью узла для экстракции напитка для использования в устройствах для экстракции напитка для экстракции напитка из вещества в виде частиц, помещенного в картридж, отличающегося тем, что он содержит: опору, подсоединяемую к выпускному отверстию для воды устройства для экстракции напитка; держатель картриджа, съемно установленный на опоре для удерживания картриджа, содержащего вещество в виде частиц, причем картридж содержит, по меньшей мере, один первый канал картриджа, выступающий наружу из его верхней поверхности, для приема воды под давлением; причем опора содержит впускной канал для воды, подсоединяемый к выпускному отверстию для воды, для подачи воды в первый канал картриджа, причем держатель картриджа содержит нижнее отверстие для выхода экстрагированного напитка; причем впускной канал для воды опоры содержит средство обеспечения радиального уплотнения, не проницаемого для жидкости, между впускным каналом для воды и первым каналом картриджа.
Дополнительные характеристики и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из нижеследующего описания предпочтительных, но не единственных вариантов выполнения, проиллюстрированных в качестве неограничивающих вариантов выполнения в сопроводительных чертежах, на которых:
фиг.1 - вид в перспективе картриджа в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения;
фиг.2 - вид в перспективе в сечении по A-A на фиг.1, с пространственным разделением деталей картриджа на фиг.1;
фиг.3 - вид сверху чашеобразной части картриджа на фиг.1;
фиг.4 - вид в сечении чашеобразной части по B-B на фиг.3;
фиг.5 - вид в перспективе в сечении картриджа в соответствии со вторым вариантом выполнения настоящего изобретения;
фиг.6 - вид в перспективе в сечении картриджа в соответствии с третьим вариантом выполнения настоящего изобретения;
фиг.7 - частичный вид в перспективе регулировочной прокладки на фиг.5;
фиг.8 - вид в перспективе картриджа в соответствии с четвертым вариантом выполнения настоящего изобретения;
фиг.9 - вид в перспективе в сечении с пространственным разделением деталей картриджа на фиг.8;
фиг.10 - вид в перспективе в сечении картриджа в соответствии с пятым вариантом выполнения настоящего изобретения;
фиг.11 - вид в перспективе внутренней стороны части крышки картриджа на фиг.10;
фиг.12 - вид в перспективе картриджа в соответствии с седьмым вариантом выполнения настоящего изобретения;
фиг.13 - вид в перспективе в сечении картриджа на фиг.12 по радиальной плоскости;
фиг.14 - вид в перспективе в сечении по радиальной плоскости картриджа в соответствии с седьмым вариантом выполнения настоящего изобретения в пробитом состоянии;
фиг.15 - вид в перспективе узла толкателя, установленного в картридже на фиг.12;
фиг.16 - вид в перспективе экстракционного узла в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения;
фиг.17 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей экстракционного узла на фиг.16;
фиг.18 - перспективный частичный вид экстракционного узла на фиг.16, расположенного в положении экстракции напитка с установленным в нем картриджем;
фиг.19 - перспективный частичный вид экстракционного узла, расположенного в положении экстракции напитка с установленным в нем дискообразным картриджем;
фиг.20 - перспективный частичный вид экстракционного узла на фиг.16, расположенного в положении выталкивания картриджа;
фиг.21 - вид снизу сопла, используемого в экстракционном узле на фиг.16;
фиг.22 - частичный вид в сечении сбоку сопла, используемого в экстракционном узле на фиг.16;
фиг.23 - вид в сечении сбоку сопла, используемого в экстракционном узле на фиг.19;
фиг.24 - частичный вид экстракционного узла в соответствии с дополнительным вариантом выполнения настоящего изобретения, в котором установлена капсула на фиг.12;
фиг.25 - частичный вид экстракционного узла на фиг.24, когда он расположен в положении экстракции напитка;
фиг.26 - вид в сечении сбоку инжектирующего сопла, используемого в экстракционном узле на фиг.24;
фиг.27 - вид в перспективе в сечении по радиальной плоскости картриджа в соответствии с дополнительным вариантом выполнения настоящего изобретения;
фиг.28 - частичный вид экстракционного узла в соответствии с дополнительным вариантом выполнения настоящего изобретения, в котором установлен картридж на фиг.27.
Как показано на фиг.1 и 2, картридж 1 показан в соответствии с первым предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения. Картридж имеет, как правило, цилиндрическую форму и содержит чашеобразную часть 2 и часть 3 крышки, закрепленной на ней.
В частности, чашеобразная часть 2 содержит, по существу, круглое основание 7, цилиндрическую боковую стенку 8, проходящую из основания 7, и кромку 9a, которая, по существу, расположена против основания 7 и образует открытый конец чашеобразной 2 части.
Внутренний объем образован основанием 7 чашеобразной части, боковой стенкой 8 и частью 3 крышки, когда часть крышки закреплена на чашеобразной части. Доза молотого кофе 4 помещается в такой внутренний объем, и она размещается между фильтрующими средствами, предпочтительно, состоящими из первого бумажного фильтра 5b и второго бумажного фильтра 5a. В альтернативном варианте выполнения может использоваться таблетка известного типа, в том виде, как она будет описана ниже.
Чашеобразная часть 2 содержит канал 6a, который, предпочтительно, расположен в центральной части основания 7 чашеобразной части и выступает наружу относительно внутреннего объема картриджа, образуя носик. Как показано на фиг.2, канал 6a имеет, по существу, цилиндрическую форму и обеспечивает открытый доступ во внутренний объем картриджа, таким образом, обеспечивая прохождение жидкостей во внутренний объем картриджа или из него. С этой целью отверстие 103a предусмотрено в основании 7 чашеобразной части в соответствии с каналом 6a в том виде, как оно показано на фиг.4.
Основание 7 чашеобразной части по выбору содержит фланец 105a, совмещенный с боковой стенкой 8 и выступающий наружу относительно внутреннего объема картриджа. Такой фланец, предпочтительно, предусмотрен для завершения выступающей формы, облегчая и ускоряя манипулирование и автоматизированные процессы производства. Кроме того, капсула может размещаться в горизонтальном положении на поверхности стола без опрокидывания или качения, ее можно легче упаковать и уложить, и ее также можно упаковывать с помощью «полосок», т.е. закреплять и уплотнять между двумя полосками многослойных пленок.
Часть 3 крышки выполнена таким образом, чтобы плотно прилегать к открытому концу чашеобразной 2 части, и содержит основание 7b крышки, из которого, по существу, цилиндрическая стенка 105b проходит вверх и частично наружу и которая, по существу, перпендикулярна основанию 7b крышки. Боковая стенка 105b заканчивается кольцевой кромкой 9b, которая расположена, по существу, против основания 7b крышки и которая выступает наружу из боковой стенки 105b для того, чтобы плотно прилегать к кромке 9a чашеобразной части 2 и опираться на нее. Предпочтительно, кольцевая кромка 9b имеет, по существу, ступенчатое поперечное сечение для того, чтобы зацепляться с дополнительной опорой, расположенной на кромке 9a чашеобразной части 2 в том виде, как показано на фиг.3. В качестве альтернативы могут быть предусмотрены другие формы поперечного сечения кольцевых кромки 9b и кромки 9a, пока эти формы обеспечивают закрепление части крышки на чашеобразной части.
В предпочтительных вариантах выполнения часть крышки и чашеобразная часть свариваются друг с другом с использованием способа ультразвуковой сварки со сдвигом. В качестве альтернативы могут использоваться другие известные способы сварки, например, обычная ультразвуковая сварка, горячая сварка, клейка и т.д. Картридж по изобретению также может быть изготовлен в качестве одной литой детали.
Выступающая боковая стенка 105b, предпочтительно, предусмотрена для облегчения и ускорения манипулирования и автоматизированных процессов производства, а также для отсоединения сварочной со сдвигом части от кофейной таблетки, таким образом, сводя к минимуму влияние перемещающихся кофейных частиц на пластиковый шов, что может нарушить параметры уплотнения.
В предпочтительном варианте выполнения, показанном на фиг.1 и 2, часть 3 крышки содержит канал 6b крышки в центральной части ее основания 7b, имеющий, как правило, цилиндрическую форму и выступающий из основания 7b наружу относительно внутреннего объема картриджа. Канал 6b крышки обеспечивает открытый доступ во внутренний объем картриджа, таким образом, обеспечивая прохождение жидкостей во внутренний объем или из него. С этой целью предусмотрено отверстие 103b в основании 7b крышки в соответствии с каналом 6b крышки, как показано на фиг.2.
В альтернативных вариантах выполнения, описанных ниже, канал крышки не выступает из основания 7b крышки или является обычно закрытым, который пробивается инжектирующей иглой или соплом во время стадии экстракции. Альтернативные варианты выполнения аналогичного типа будут описаны ниже.
В картридже по изобретению или канал 6b крышки, или канал 6a чашеобразной части могут содержать перегородки для отклонения потока жидкости. В частности, ссылаясь на вариант выполнения на фиг.2-4, первая перегородка 104a предусмотрена на внутренней стороне основания 7 чашеобразной части для того, чтобы она радиально пересекала центральное отверстие 103a, из которого выступает носик 6a, и вторые перегородки 106a, 107a предусмотрены на внутренней поверхности канала 6a чашеобразной части на расстоянии от первой перегородки и от отверстия 103a.
Предпочтительно, вторые перегородки 106a и 107a обращены друг к другу и выступают из внутренней поверхности канала 6a чашеобразной части для образования своего рода зигзагообразного прохода для жидкости, проходящей через канал 6a чашеобразной части, таким образом, разделяя любой прямой поток жидкости во внутренний объем или из него и предотвращая чрезмерное ускорение потока жидкости, что может явиться причиной эффектов струи, таких как разбрызгивание.
Первая перегородка 104a особенно эффективна или для отклонения потока жидкости, или обеспечения опоры для предотвращения деформации бумажного фильтра, которая может произойти в результате давления рабочей жидкости во время экстракции. Следовательно, предотвращены закупорка отверстий 103a и возможное повреждение бумажного фильтра.
Дополнительно или в качестве альтернативы соответствующие перегородки 104b и 107b для потока жидкости также предусмотрены в канале 6b крышки, как показано на фиг.2. В частности, перегородка 104b перекрывает канал 103b крышки, в то время как перегородка 107b выступает из внутренней поверхности канала 6b крышки, являясь обращенной к идентичной перегородке для образования прохода для потока жидкости, по существу, аналогичному проходу, образованному внутри канала 6a чашеобразной части.
Тем не менее, предпочтительные варианты выполнения картриджа по изобретению содержат перегородки для потока жидкости в том виде, как они показаны на фиг.2-4, специалисту в данной области легко понять, что альтернативные конструкции или формы перегородок для потока жидкости могут быть использованы с той же самой целью. Например, крестообразная перегородка для потока жидкости может быть предусмотрена для поддержания бумажного фильтра или разделения прямого потока жидкости на четыре отдельных потока. В качестве альтернативы могут быть предусмотрены радиальные выступы, образованные вокруг отверстия крышки или чашеобразной части и радиально выступающие по направлению к центру такого отверстия, в том виде, как они будут описаны ниже со ссылкой на фиг.27.
Перегородки для потока жидкости могут не быть образованы непосредственно на внутренней поверхности картриджа, но они могут являться отдельным средством, которое может вставляться и неподвижно прикрепляться к впускному или выпускному каналу картриджа. Например, небольшая пластиковая трубка с обоими открытыми концами, закрытыми фильтрующим материалом, проницаемым для жидкости (например, пленки из термопластикового сетчатого материала или ткани или бумаги с открытыми изогнутыми каналами). Пример перегородки потока жидкости будет описан ниже со ссылкой на фиг.27.
Кроме того, перегородки потока жидкости могут быть предусмотрены как в канале крышки, так и в канале чашеобразной части, только в одном из таких каналов, или могут совсем не быть предусмотрены в соответствии с требованиями к потоку жидкости.
Чашеобразная часть 2 дополнительно содержит множество ребер 101a, непосредственно образованных на основании 7 и выступающих по направлению к внутреннему объему картриджа, в частности, по направлению к наружной поверхности бумажного фильтра 5a. Выступы 101a непосредственно контактируют с бумажным фильтром 5a для образования множества небольших каналов 102a, 102b, которые обеспечивают жидкое сообщение всей нижней поверхности узла 4, 5a фильтра-кофе с каналом 6a чашеобразной части. Такие каналы, предпочтительно, имеют среднюю ширину/высоту приблизительно 1 мм.
Аналогично, ребра 101b предусмотрены в части 3 крышки, которые выступают по направлению к внутреннему объему картриджа, в частности, по направлению к верхней поверхности бумажного фильтра 5b. Множество небольших каналов, соответственно, предусмотрено между фильтром 5b и основанием 7b крышки, соединяя канал 6b крышки со всей верхней поверхностью узла 4, 5a фильтра-кофе.
В альтернативных вариантах выполнения небольшие каналы для жидкости могут быть предусмотрены только в чашеобразной части или только в части крышки, или они совсем могут быть не предусмотрены. В таких случаях уменьшенное количество выступов, предпочтительно, образовано или на основании чашеобразной части, или на основании крышки, и они выступают по направлению к внутреннему объему картриджа для образования воздушного пространства между основанием чашеобразной части/крышки и фильтрующим средством. Презентативная конструкция такого типа будет объяснена ниже со ссылкой на фиг.11.
В качестве альтернативы для обеспечения системы тонких каналов, по меньшей мере, на участке внутренней поверхности картриджа, обращенной к одной из верхней поверхности или нижней поверхности дозы, содержащей молотый кофе, и фильтрующему средству, шайба из пористого материала может быть расположена между такой дозой и каналом чашеобразной части или каналом крышки. Предпочтительно, такая шайба проходит по всей верхней или нижней поверхности дозы.
Даже если не показано подробно на фиг.1-4, канал крышки и/или канал чашеобразной части предпочтительно закрыты пленкой, например, выполненной из многослойного пластика, которую можно удалить вручную или можно пробить или разорвать устройством во время стадии экстракции.
В качестве альтернативы канал крышки или канал чашеобразной части может быть закупорен цельной поверхностью, образуемой во время изготовления части крышки, или резиновой пробкой, или уплотнением, которые будут описаны ниже, или весь картридж может содержаться в пакетике или упаковке, открываемой перед использованием. Маленький пакет или упаковка могут быть выполнены из вакуумизированного или заполненного инертным газом под давлением многослойного ламината (например, в упаковке с модифицированной атмосферной или с использованием способов упаковки с модифицированной атмосферой).
В качестве альтернативы или канал крышки, или канал чашеобразной части могут уплотняться посредством пищевых твердых веществ (например, полисахаридов, белков и липидов), которые являются воздухонепроницаемыми и водорастворимыми или которые плавятся при температуре входной воды.
Картридж 1 предпочтительно выполнен из полипропилена, и его изготавливают с использованием известных способов литьевого формования. Во всяком случае, этот картридж, а также любой картридж по изобретению может быть выполнен из любого материала, такого как другие термопластиковые материалы, например, полиэтилентерефталат; эластомерные термопластиковые материалы или термопластиковые эластомеры, например, сантоприн, т.е. смесь из резины на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера без волоконного переплетения и полипропилена; термореактивные составы, например, полиэфир; резины или эластомеры, например, силикон или эластомерный полисилоксан с метильными и винильными группами в основной цепи; многослойные термопластиковые материалы, например, составной лист, выполненный из полиэтилена, полиэтилентерефталата и поливинилиденхлорида; алюминий; другие многослойные материалы, например, составной лист, выполненный из полиэтилена, полиэтилентерефталата и алюминия. Картридж 1 может также быть изготовлен с использованием других способов, таких как термоформование.
Основной корпус презентативного картриджа, такой как картридж, показанный на фиг.1, имеет, например, 30-35 мм в высоту и 35-40 мм в ширину, а канал крышки и канал чашеобразной части имеют приблизительно 7-8 мм в высоту и 8-10 мм в ширину. Однако специалист в данной области легко поймет, что размер картриджей по изобретению может отличаться согласно требованиям к экстракции и конструкции устройства для экстракции напитка.
Определив основные параметры картриджа 1, можно понять, что этот картридж исключает традиционное загрязнение экстракционной камеры кофеварки, поскольку канал/носик 6a чашеобразной части выполняет функцию выпускного отверстия для направления экстрагированного напитка непосредственно в наружную чашку, которая затем используется для питья. Следовательно, носик 6a образован для использования с известными фильтродержателями или для выступа наружу относительно фильтродержателей специального назначения, таким образом, сохраняя очень чистыми внутренние поверхности фильтродержателя и предотвращая контакт экстрагированного напитка, выходящего из картриджа, с такими поверхностями.
Дополнительно, небольшие каналы, непосредственно образованные на внутренней поверхности чашеобразной части, позволяют исключить дополнительные направляющие элементы для жидкости из внутренней части картриджа и преимущественно объединяются с частью чашеобразной части для образования единого конвейера для экстрагированного напитка. Одновременно небольшие каналы позволяют сохранять перепад внутреннего давления картриджа, по существу, при низком значении между верхней зоной и нижней зоной кофейного кека, так что используется полный объем молотого кофе, и готовый напиток имеет улучшенные органолептические свойства.
По функциональным причинам, предпочтительно, сохранять пространство между кофейным кеком и основанием чашеобразной части или части крышки как можно более незначительным.
Другое усовершенствование, которое обеспечивается благодаря конкретному картриджу на фиг.1, состоит в том, что он является двусторонним, т.е. он может вставляться вверх дном. В действительности, основной корпус картриджа образован таким образом, что он является, по существу, симметричным относительно виртуальной плоскости, перпендикулярной оси впрыска воды. В частности, канал 6a чашеобразной части и канал 6b крышки являются, по существу, одинаковыми по форме и размеру, они совмещаются по одной и той же оси впрыска воды, и высота фланца 105a, по существу, равна высоте цилиндрической боковой стенки 105b, как проиллюстрировано на фиг.2. Преимущественно, система тонких каналов предусмотрена как на внутренних поверхностях чашеобразной части, так и на части крышки.
Следовательно, картридж 1 может устанавливаться в фильтрующем держателе независимо от того, какой канал будет выполнять функцию впускного канала и какой канал будет выполнять функцию выпускного канала, таким образом, значительно облегчая операцию вставки картриджа в экстракционное устройство.
Хотя были описаны параметры со ссылкой на презентативный вариант выполнения на фиг.1-4, некоторые альтернативные варианты выполнения настоящего изобретения могут быть осуществлены или посредством соответствующего комбинирования указанных основных параметров, или посредством добавления других признаков, все еще входящих в объем настоящего изобретения.
Со ссылкой на фиг.5 проиллюстрирован второй предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения. В частности, фиг.5 показывает вид в сечении картриджа 11, который, несмотря на то, что основной корпус в значительной степени аналогичен основному корпусу, показанному на фиг.1, отличается внутренними вариантами.
Хотя на фиг.5 показан только вид в сечении картриджа 11, понятно, что этот вид взят по виртуальной радиальной плоскости, делящей пополам весь картридж, который не показан на чертеже целиком по понятным причинам. Ясно, что у специалиста в данной области не возникнет проблемы в представлении конструкции всего картриджа 11, начиная от вида в сечении на фиг.5.
Картридж 11, в целом, имеет цилиндрическую форму и содержит чашеобразную часть 12 и часть 13 крышки. Чашеобразная часть 12 содержит основание 17, боковую стенку 18 и кромку 19a, которая расположена, по существу, против основания 17 и образует открытый конец чашеобразной 12 части.
Внутренний объем образован основанием 17 чашеобразной части, боковой стенкой 18 и частью 13 крышки, когда часть крышки установлена на открытом конце чашеобразной части 12. Доза молотого кофе помещается в такой внутренний объем, закрытый фильтрующим средством, или аналогично тому, как показано на фиг.2, или в виде таблетки, или кека известного типа, как это будет лучше описано ниже.
На фиг.5 и молотый кофе, и фильтрующее средство были опущены для упрощения, но подразумевается, что они, по существу, заполняют внутренний объем картриджа, как это имеет место в варианте выполнения на фиг.2.
Чашеобразная часть 12 содержит канал 16a чашеобразной части, предпочтительно, расположенный в центральной части основания 17 чашеобразной части и выступающий наружу относительно внутреннего объема картриджа. Канал 16a чашеобразной части имеет, по существу, цилиндрическую форму и обеспечивает открытый доступ во внутренний объем картриджа, таким образом, обеспечивая прохождение жидкостей во внутренний объем картриджа или из него. С этой целью отверстие 113a предусмотрено в основании 17 чашеобразной части для соответствия с каналом 16a чашеобразной части.
Основание 17 чашеобразной части, предпочтительно, содержит фланец 115a, совмещенный с боковой стенкой 18 и выступающий наружу относительно внутреннего объема картриджа.
Часть 13 крышки выполнена соответствующей открытому концу чашеобразной части 12 и содержит основание 17b крышки, из которого, по существу, цилиндрическая стенка 105b проходит вверх и частично наружу. Боковая стенка 115b заканчивается кольцевой кромкой 19b, которая расположена, по существу, против основания 17b крышки и которая выступает наружу из боковой стенки 115b для соединения с кромкой 19a чашеобразной части 12 и опоры на нее.
Предпочтительно, кольцевая кромка 19b имеет, по существу, ступенчатое поперечное сечение для того, чтобы зацепляться с дополнительной опорой, расположенной на кромке 19a чашеобразной части 12, как показано на фиг.5. В качестве альтернативы могут быть предусмотрены другие формы поперечного сечения кольцевых кромки 19b и кромки 19a, пока эти формы обеспечивают закрепление части крышки на чашеобразной части.
Часть 13 крышки дополнительно содержит обычно закрытый канал 16b крышки, предпочтительно, расположенный в центральной части основания 17b и выступающий наружу относительно внутреннего объема картриджа 11. Запись «обычно закрытый» в том виде, как она подразумевается здесь, указывает на то, что канал, который является воздухонепроницаемым, уплотняется перед экстракцией, и он открывается или вручную пользователем, или автоматически устройством для экстракции напитка, например, посредством пробивания поверхности, которая закрывает канал.
В варианте выполнения на фиг.5 канал 16b крышки закупорен ослабленной небольшой поверхностью 14, которая выполнена за одно целое с каналом 16b крышки. В качестве альтернативы, канал крышки может быть закупорен пластиковой пленкой, приваренной на наружном входном отверстии канала крышки, или резиновой, или резиноподобной пробкой, или уплотнением, описанными ниже.
Внутренняя поверхность канала 16b крышки является, по существу, ровной, но в качестве альтернативы могут быть предусмотрены перегородки для потока жидкости, в качестве перегородок, описанных со ссылкой на вариант выполнения на фиг.2.
Чашеобразная часть 12 содержит канал 16a чашеобразной части, расположенный в основании 17 чашеобразной части и, предпочтительно, имеющий, по существу, цилиндрическую форму. В предпочтительном варианте выполнения, показанном на фиг.5, канал 16a чашеобразной части расположен в центральной части основания 17, выступает наружу относительно внутреннего объема картриджа 11 и содержит перегородки 114, 117a и 117b для разделения прямого потока жидкости, проходящего через канал чашеобразной части.
Первая перегородка 114 образована внутри канала 16a чашеобразной части в непосредственной близости от его входного отверстия на выходе для радиального пересечения внутреннего объема канала чашеобразной части, в то время как вторые перегородки 117а и 117b выступают из внутренней поверхности канала чашеобразной части и обращены друг к другу.
Аналогично варианту выполнения, показанному на фиг.2, чашеобразная часть 12 содержит множество ребер 111a, которые непосредственно образованы на внутренней стороне основания 17 и выступают по направлению к внутреннему объему картриджа. Ребра 111a образуют множество небольших каналов 112a, 112b между основанием 17 чашеобразной части и фильтрующим средством для перемещения экстрагированного напитка в канал 16a чашеобразной части.
В конкретном варианте выполнения, показанном на фиг.5, в отличие от части 3 крышки система тонких каналов не предусмотрена между частью крышки и узлом, состоящим из молотого кофе и фильтрующего средства. Вместо этого на нижней стороне части 13 крышки предусмотрены редкие ребра 111b, которые служат для образования очень маленького зазора между частью крышки и молотым кофе. Однако понятно, что в качестве альтернативы для данной конструкции, тем не менее, может быть предусмотрена система каналов, как описано выше со ссылкой на часть 3 крышки.
Преимущественно, картридж 11 содержит клапан для регулирования прохождения потока жидкости через канал 16a чашеобразной части. Клапан конкретно задуман для использования в канале чашеобразной части, но он может быть использован как в канале чашеобразной части, так и в канале крышки картриджа по изобретению, или только в канале крышки согласно функциональным требованиям к картриджу.
В варианте выполнения, показанном на фиг.5, клапан опирается на кольцевую выемку 15, которая образована вокруг отверстия 113a и закрывает отверстие 113a крышки. С этой целью толщина основания 17, предпочтительно, сужается от канала 16a чашеобразной части по направлению к периферии для образования выемки 15.
Клапан, предпочтительно, содержит резиновую (например, силиконовую резину), резиноподобную, эластомерную или пластиковую прокладку или шайбу, имеющие узкую сквозную щель или отверстие, образованное в них, соединяющие верхнюю поверхность с нижней поверхностью прокладки. Если осевое давление не приложено к прокладке, то щель обеспечивает воздухонепроницаемое уплотнение, тогда как если приложено осевое давление, такое как давление фильтрующихся жидкостей, экстрагированных из молотого кофе, то часть прокладки искривляется и щель слегка расширяется, таким образом, обеспечивая прохождение фильтрующихся жидкостей, т.е. напитка.
В соответствии с конкретным вариантом выполнения, показанным на фиг.5, клапан содержит резиновую прокладку или шайбу 116, опирающиеся на выемку 15 с целью воздухонепроницаемого закрытия отверстия 113a канала чашеобразной части и выполняющие функцию мембраны. Хотя прокладка 116 описана, что она просто опирается на выемку 15, она по выбору может быть приклеена к такой выемке или прикреплена иначе с использованием известных способов.
Прокладка 116 содержит верхнюю круглую поверхность и нижнюю круглую поверхность, а также щель 118, которая пересекает прокладку по оси из центра верхней поверхности в центр нижней поверхности.
Щель 118 является предварительно пробитой щелью, и это, предпочтительно, выполняется с использованием тонкой иглы. В качестве альтернативы щель может быть радиальной линией или крестообразной канавкой, или надрезом, или множество щелей может быть образовано по всей прокладке, пока эти щели, канавки или надрезы, по существу, препятствуют прохождению воздуха внутрь картриджа, когда картридж не находится под давлением жидкости, и обеспечивают прохождение фильтрующихся жидкостей во время стадии экстракции напитка.
Для обеспечения опоры для фильтрующего средства, вмещающего молотый кофе, и перемещения экстрагированного напитка к прокладке 116, на основании 17 чашеобразной части и вверх по потоку от прокладки 116, преимущественно, устанавливается регулировочная прокладка 119.
В частности, со ссылкой на частичный вид на фиг.7 регулировочная прокладка 119 содержит нижнюю поверхность, которая обращена к прокладке 116 и которая выполнена для образования каналов 319 для потока жидкости между регулировочной прокладкой и прокладкой, с этой целью нижняя поверхность регулировочной прокладки 119 содержит радиально ориентированные ребра 219.
Верхняя поверхность регулировочной прокладки 119 содержит ребра для поддержания узла фильтрующего средства-кофе, которые, предпочтительно, имеют размер такой, что толщина регулировочной прокладки 119, по существу, равна высоте ребер 111a чашеобразной части 12.
В альтернативных вариантах выполнения, не показанных на фигурах, регулировочная прокладка может содержать сквозные отверстия для прохождения фильтрующихся жидкостей к резиновой прокладке, или она может быть заменена любым другим опорным средством, которое отделяет дозу молотого кофе от резиновой прокладки, таким как опорное средство, показанное на фиг.27, которое будет описано ниже.
Еще в одном варианте выполнения клапан не содержит вообще отдельную регулировочную прокладку. Например, третий вариант выполнения настоящего изобретения, содержащий такой альтернативный клапан, содержит только прокладку или шайбу, изготовленную из резинового, резиноподобного, эластомерного или другого упругого материала.
В частности, со ссылкой на фиг.6 картридж 21 в соответствии с третьим вариантом выполнения настоящего изобретения содержит цилиндрическую чашеобразную часть 22, содержащую основание 27, боковую стенку 28 и открытый конец, на котором зацепляется часть 23 крышки для образования внутреннего объема картриджа. Внутри картриджа размещаются доза молотого кофе и соответствующее фильтрующее средство, как в указанных картриджах, но они не показаны на фиг.6 для упрощенности.
Часть 23 крышки содержит обычно закрытый канал 26b крышки, и она имеет, по существу, те же самые признаки указанной части 13 крышки.
Чашеобразная часть 22 содержит канал 26a чашеобразной части, внутри которого установлены перегородки 124, 127a и 127b для потока жидкости. Кроме того, верхняя поверхность основания 27 содержит множество ребер 121, эти ребра распределены по всей поверхности основания 27, по существу, как ребра 111a, и сходятся к кольцевой выемке 25. Круглая резиновая прокладка 126 опирается на выемку 25 для воздухонепроницаемого закрывания отверстия 123a канала 26a чашеобразной части. Несмотря на то, что прокладка 126 описывается здесь, что она просто опирается на выемку 25, она может по выбору соединяться с кромкой такой выемки или прикрепляться иначе с помощью известных способов.
Аналогично прокладке 116 прокладка 126 содержит сквозную щель 128 в ее центре, эта щель обычно закрыта и незначительно расширяется, таким образом, обеспечивая прохождение фильтрующихся жидкостей во время стадии экстракции.
Для поддержания дозы молотого кофе и фильтрующего средства прокладка 126, предпочтительно, содержит ребра 129, которые непосредственно образованы на ее верхней поверхности и выполнены для прохождения жидкостей, непосредственно выходящих из узла кофе/фильтра и из каналов, образованных ребрами 121.
Прокладки 116 и 126 были описаны как выполненные из резинового, эластомерного или других гибких материалов. Благодаря упругим свойствам таких материалов предварительно пробитое отверстие или канал, такие как щель 118 или щель 128, действуют как воздухонепроницаемое уплотнение, но одновременно быстро реагируют на воздействия давления, направленные или по направлению к внутреннему объему картриджа или из него. Другими словами, такие прокладки действуют как клапаны или направляющие перегородки.
Следовательно, для картриджа, содержащего такие прокладки, не требуется средство закрывания канала чашеобразной части или канала крышки, если в канале крышки используется прокладка аналогично прокладке, описанной выше, такой как пленки или пробиваемые мембраны. Одновременно после завершения стадии экстракции внезапное падение внутреннего давления возвращает щель в исходное положение, таким образом, предотвращая выход возможных внутренних примесей жидкости из картриджа.
Помимо функций, выполняемых указанной прокладкой подобно клапану, которая защищает картридж от отрицательных влияний окружающей среды, одновременно обеспечивая обезгаживание картриджа и прохождение экстрагированной жидкости после экстракции, она также обеспечивает ввод жидкого инертного газа снаружи с помощью полой иглы во время стадии упаковки (упаковка с модифицированной атмосферой) для приведения капсулы в желаемое состояние и подготовки ее для более длительного хранения. Затем резиновая прокладка автоматически закрывает благодаря ее упругим свойствам после удаления иглы. Та же самая игла может быть иглой, которая пробивает прокладку для образования указанной щели.
Одновременно другим важным преимуществом, которое обеспечивается благодаря прокладкам по изобретению, является значительное усовершенствование в образовании и устойчивости слоя высоко ценимой пены сверху экстрагированного напитка, которая обычно обозначается итальянским термином «crema», при ссылке на способы экстракции кофе эспрессо.
Способ экстракции эспрессо дает в результате многофазный напиток, состоящий из слоя пены маленьких пузырьков с тонкодисперсными частицами, которые образуют типичный и конкретный рисунок тигрового хвоста сверху эмульсии микроскопических масляных капель в водном многокомпонентном растворе с диспергированными пузырьками газа и твердыми частицами.
Образование пены связано с поверхностно-активными веществами, находящимися в кофе, и с рядом явлений, которые инициируются посредством способов экстракции эспрессо.
Всплывающая пена кофе эспрессо или «crema» является чрезвычайно важным органолептическим свойством и представляет признак различия между кофе эспрессо и другими напитками.
Хорошо известно, что качество пены является показателем отличного приготовления, причем на любую ошибку (например, в размалывании кофе, температуре воды, давлении воды, времени фильтрации и/или количестве напитка и т.д.) или любое изменение (смесь кофе, обжаривание и т.д.) немедленно укажут цвет, текстура и стойкость пены эспрессо.
Как описано выше, клапан в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения содержит, по меньшей мере, резиновую или резиноподобную прокладку или шайбу, имеющие сквозную щель, диаметр которой очень маленький, например, порядка от 0,1 до 0,5 мм, когда она открыта. Вытеснение экстрагированного кофе через нее, как было установлено, значительно увеличивает плотность и устойчивость пены. Этот эффект, который достигается путем объединения в одном средстве относительно легкого веса и простой конструкции, является благоприятным и характеризует качество напитка кофе эспрессо.
Кроме того, поскольку резиновая прокладка для образования пены выполнена как одно целое с картриджем, которая, как правило, является одноразовой, гарантируется, что экстрагированный кофе эспрессо имеет слой пены наилучшего качества, в противоположность известным кофеваркам эспрессо, в которых устройства, которые увеличивают образование пены, являются частью кофеварок, они используются для большого количества процессов экстракции и могут ухудшать качество экстрагированного кофе со временем.
Картриджи по изобретению не должны ограничиваться, по существу, указанными цилиндрическими картриджами. В частности, термин «цилиндр» необходимо понимать в обычном широком значении, и он обозначает поверхность, проведенную с помощью любой линии, перемещающейся параллельно неподвижной оси и пересекающей замкнутую линию. Например, основной корпус картриджа в соответствии конкретными вариантами выполнения настоящего изобретения может также иметь форму параллелепипеда или форму диска. Кроме того, термин «по существу, цилиндрический» также означает, что цилиндрические картриджи, имеющие слегка усеченную форму конуса, т.е., например, наклон боковой стенки картриджа по изобретению может составлять 1-2 градуса от идеальной цилиндрической поверхности.
Картридж в форме параллелепипеда, не показанный на фигурах, особенно является предпочтительным, когда необходимо размещать в небольшом пространстве.
Вместо этого картридж в форме диска преимущественно может быть предусмотрен в качестве альтернативы по другим причинам, которые будут описаны ниже. Презентативный вариант выполнения настоящего изобретения, в котором основной корпус картриджа, по существу, имеет форму диска, показан на фиг.8 и 9. Картридж 31 этого типа включает некоторые признаки указанных картриджей, в частности, он содержит часть 32 чашеобразной части и часть 33 крышки, обе из которых имеют, по существу, форму тарелки.

Чашеобразная часть 32 содержит основание 37, кольцевую боковую стенку и фланцевую кромку 39a, которая направлена, по существу, параллельно основанию 37, и, аналогично, часть 33 крышки содержит основание, боковую стенку и фланцевую кромку 39b, которая выполнена для зацепления с кромкой 39a, таким образом, образуя внутренний объем картриджа. Внутренний объем картриджа для полного приема таблетки молотого кофе или кека 34 известного типа, такого как таблетка, именуемая E.S.E..
Такая известная таблетка содержит дозу молотого кофе, заключенную в маленький пакет из бумажного фильтра, чья периферийная кромка плотно удерживается кромками 39a и 39b, когда картридж 31 находится в собранном положении. Кромки 39a и 39b могут взаимно закрепляться с использованием любого известного способа, такого как ультразвуковая сварка, горячая поэлементная сварка или другие способы сварки, приклеивание или комбинирование этих способов со способами штамповки или деформирования общей границы.
Чашеобразная часть 32 дополнительно содержит, по существу, цилиндрический канал 36a чашеобразной части, выступающий наружу относительно внутреннего объема картриджа 31, который преимущественно предусмотрен с внутренними перегородками 137a и 134a для разделения прямого потока жидкости, проходящего через канал чашеобразной части, которые аналогичны указанным перегородкам 117a, 117b, 114.
Основание 37 содержит множество ребер 131, распределенных по его плоской внутренней стороне, которые образуют множество маленьких каналов между таблеткой 34 кофе и основанием 37. Ребра 131 окружают центральную кольцевую выемку 35 аналогично указанным выемкам 15 и 25, на которую опирается резиновая прокладка 136.
Прокладка 136 имеет сквозную обычно закрытую щель в своем центре и окружающие ребра на ее верхней поверхности для поддержания таблетки 34 и прохода жидкости между ними. Понятно, что прокладка 136 аналогична указанной прокладке 126.
Канал 36b крышки выступает из центрального участка части 33 крышки и содержит взаимно обращенные друг к другу перегородки 137b на его внутренней поверхности.
Фиг.9 показывает вид в сечении картриджа 31 и, по существу, показывает только одну перегородку 137b, но понятно, что такая же перегородка находится на противоположной стороне внутренней поверхности канала крышки, которая обращена к показанной перегородке. Кроме того, отверстие, из которого выступает канал 36b крышки, перекрывается перегородкой 134b для потока жидкости, которая, по существу, аналогична указанной перегородке 104b.
Канал 36b крышки закрыт пленкой 38 из алюминия или многослойного пластикового ламината, которая образует воздухонепроницаемое уплотнение для канала крышки перед установкой картриджа в кофеварку эспрессо. Пленка 38, предпочтительно, пробивается инжектирующей иглой устройства, но в качестве альтернативы может быть использована вручную удаляемая пленка.
В картриджах, как показано на фиг.5 и 6, часть 33 крышки содержит редкие ребра на поверхности, направленной по направлению к внутреннему объему, которые образуют очень маленький зазор между таблеткой 34 кофе и самой частью крышки.
В частности, картридж 31 имеет преимущество в том, что он полностью совместим с имеющимися таблетками кофе. Процесс изготовления такого картриджа также ускорен, поскольку не нужно вставлять дополнительное фильтрующее средство в картридже.
Кроме того, понятно, что картридж 31, также как другие картриджи, описанные выше, является комбинированным картриджем, т.е. картриджем, в котором большая часть функциональных признаков обычной кофеварки эспрессо, таких как фильтрация, распределение воды, увеличение пены и подача напитка, объединены в самом картридже. Функциями кофеварки эспрессо в основном являются удерживание картриджа и инжектирование воды под давлением в нее.
Фиг.10 показывает вид в сечении картриджа 41 в соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения. Этот картридж включает большую часть признаков картриджа 1, т.е. цилиндрическая чашеобразная часть 42, основание 47 которой содержит множество ребер 141a и носик 46a с перегородками 144 и 147 для потока жидкости, дозу молотого кофе 4 и листы 5a и 5b бумажного фильтра. Алюминиевая или многослойная пластиковая пленка 45 закрывает наружное входное отверстие носика 46a, и она удаляется вручную.
В отличие от варианта выполнения картриджа 1 предусмотрена часть 43 крышки, имеющая, по существу, плоскую форму, содержащая канал 46b крышки, который только частично выступает из плоскости части крышки, и кольцевую кромку 49b, которая частично выступает из контура части крышки.
Как показано на фиг.10 и 11, внутренняя сторона части 43 крышки содержит редкие радиальные ребра 141b, которые частично выступают по направлению к внутреннему объему картриджа для образования маленького зазора между верхним фильтрующим средством 5b и частью 43 крышки.
Кроме того, часть 43 крышки содержит резиновую/резиноподобную пробку или уплотнение 48, которые зацепляются с входным отверстием, образованным каналом 46b крышки. Пробка 48, предпочтительно, выполнена из термопластикового эластомера, такого как этиленпропиленовая резина или сополимер стирола и бутадиена, и имеет более тонкую центральную часть, которая пробивается, например, с помощью инжектирующей иглы или сопла кофеварки эспрессо, и имеет более толстую часть, окружающую такую центральную часть, которая зажимает входное отверстие канала 46b крышки.
Более толстая и центральная части пробки 48 имеют размер для зацепления с возможностью уплотнения с трубкой или соплом, которые подают воду в картридж. Другими словами, пробка 48 выполняет функцию радиального уплотнения, не проницаемого для жидкости, для инжектирующей трубки или сопла, таким образом, предотвращая разбрызгивание инжектируемой воды из канала 46b крышки во время стадии экстракции напитка.
Когда стадия экстракции завершена и картридж 41 отсоединен от инжектирующего сопла, пробка 48 упруго возвращается в исходное положение благодаря ее упругому свойству, и, даже если она была пробита, она является хорошим стопором для твердых и жидких примесей, которые находятся внутри картриджа после ее удаления из устройства.
Хотя пробка 48 была проиллюстрирована внутри картриджа 41, понятно, что такая пробка может быть использована в любом другом картридже по изобретению, например в указанных картриджах.
На Фиг.27 показан картридж 81 в соответствии с дополнительным вариантом выполнения настоящего изобретения. Этот картридж включает признаки, по существу, соответствующие признакам картриджа 21, т.е. цилиндрическую чашеобразную часть 82a, чье основание 87a содержит множество ребер 181 и каналов 182, непосредственно образованных на нем, и выступающий наружу канал 86a чашеобразной части, причем часть 83a крышки неподвижно прикреплена к верхней кромке чашеобразной части 82a для образования внутреннего объема, в котором размещаются кек молотого кофе и фильтрующее средство (не показано).
Часть 83a крышки содержит основание 87b, на котором образованы редкие ребра, аналогичные ребрам 111b, и содержит обычно закрытый канал 86b крышки, который предпочтительно размещен в центральной части основания 87b и выступает наружу относительно внутреннего объема картриджа 81. Канал 86b крышки закрыт алюминиевой или многослойной пластиковой пленкой.
Внутренняя поверхность канала 86b крышки является, по существу, ровной, и крестообразная перегородка 89 для потока жидкости делит отверстие 183b на четыре части, из которого выступает канал 86b крышки. Перегородка 89, предпочтительно, выступает по направлению к внутреннему объему картриджа, так что фильтрующее средство, которое закрывает кек вещества в виде частиц, содержится на расстоянии от основания 87b части 83a крышки.
Диаметр канала 86b крышки обычно больше, чем диаметры каналов указанных других крышек для того, чтобы полностью вмещать сопло для инжекции воды без необходимости использования иглы для получения доступа во внутренний объем картриджа. Внутренний диаметр канала крышки, предпочтительно, составляет, по меньшей мере, 5 мм в ширину, но такой диаметр может быть даже больше, например, он может быть, по существу, равным диаметру основания 87b крышки.
Ребра 181 основания 87a окружают центральную кольцевую выемку 85a, образованную вокруг отверстия 183a, из которого выступает канал 86a чашеобразной части. Ребра, которые плотно окружают отверстие 183a, содержат выступы 184, которые радиально проходят по направлению к центру отверстия 183a и которые имеют такую же толщину, как и сами ребра 181. Выступы 184 действуют как опора для кека вещества в виде частиц и фильтрующего средства и как перегородка для разделения прямого потока жидкости.
Картридж 81 дополнительно содержит резиновую прокладку 186, которая устанавливается между выступами 184 и кольцевой выемкой 85a и которая содержит центральную сквозную щель. Резиновая прокладка 186 является клапаном, как описывалось выше.
Канал 86a чашеобразной части, преимущественно, содержит перегородку 187 для потока жидкости, которая является отдельной деталью, которая вставляется в канал чашеобразной части и плотно зацепляется с внутренней поверхностью канала чашеобразной части. Использование отдельной перегородки для потока жидкости и исключение перегородок, непосредственно образованных на внутренней поверхности канала, обеспечивают оптимальную конструкцию, которая особенно пригодна для способов изготовления так называемым последовательным формованием.
«Отдельная» перегородка 187, предпочтительно, содержит небольшую пластиковую полую трубку 188, открытые концы которой закрыты посредством фильтрующего материала, рекомендуемого для жидкости, например, пленкой из пластикового сетчатого материала или ткани/бумаги с открытыми изогнутыми каналами. В качестве альтернативы, внутренние перегородки могут быть образованы на внутренней поверхности трубки 188, которые, по существу, аналогичны указанным перегородкам 114, 117a и 117b.
В варианте выполнения, показанном на фиг.27, трубка 188 содержит верхнюю сетчатую пленку 185b и нижнюю сетчатую пленку 185a. Для удерживания перегородки 187 на внутренней поверхности канала 86a чашеобразной части трубка 188 содержит кольцевое ребро 189a на своей наружной боковой стенке для установки с защелкиванием в соответствующую кольцевую выемку 189b, образованную вокруг внутренней поверхности канала 86a чашеобразной части. Очевидно, многие другие конструкции для прикрепления отдельной перегородки к каналу чашеобразной части или каналу крышки понятны специалистам в данной области.
Как показано на фиг.12-15, картридж или капсула 51 в соответствии с дополнительным вариантом выполнения настоящего изобретения содержит чашеобразную часть 52, имеющую закрытое основание 57 и периферийный фланец 59a на ее входном отверстии. По существу, плоская часть 53 крышки неподвижно закрепляется на чашеобразной части 52, например, посредством горячей сварки по оси периферийной кромки 59b части 53 крышки с фланцем 59a. Очевидно, в качестве альтернативы может быть использован любой другой известный способ соединения для неподвижного закрепления части крышки на чашеобразной части, такой как ультразвуковая сварка, клейка или комбинирование этих способов со способами штамповки или деформирования.
Часть 53 крышки содержит обычно закрытый канал 56b крышки, имеющий М-образное поперечное сечение, и дополнительно содержит выпуклости 151a и 151b для образования маленького зазора между частью крышки и дозой молотого кофе 54, заполняющей капсулу 51 и расположенной между фильтрующими средствами, такими как листы бумажного фильтра.
Основание 57 и доза молотого кофе образуют, по существу, конический полый объем, в который помещается толкатель 159. Толкатель здесь определен как пробивающий элемент, выполненный, по существу, из твердого материала, такого как пластик, содержащий нечто вроде шипа 156, выступающего из опорной части 157 толкателя.
Толкатель 159 расположен внутри указанного конического полого объема таким образом, что толкатель 159 обычно удерживается в канале 56a чашеобразной части с помощью шипа 156, как показано на фиг.13.
В предпочтительном варианте выполнения опорной частью 157 толкателя является шайба, проходящая по всей нижней поверхности дозы молотого кофе, эта шайба содержит множество сквозных отверстий 55, равномерно распределенных на ее верхней поверхности. Кроме того, нижняя сторона толкателя 159, предпочтительно, содержит радиальные ребра 154, 158.
В предпочтительном варианте выполнения, показанном на фиг.15, толкатель 159 содержит поверхностные пазы 155, проходящие в продольном направлении из заостренного конца шипа по направлению к нижней поверхности шайбы 157, так что шип 156 имеет сходство с заостренным концом крестообразной отвертки. Очевидно, эта форма является только произвольной, и могут быть использованы другие альтернативные формы для шипа 156, пока эти формы обеспечивают пробивание толкателем основания 57 капсулы.
В начале стадии экстракции напитка, когда фильтродержатель вставлен в байонетный держатель, механическое давление прикладывается к основанию 57, которое стремится искривиться по направлению к толкателю. В результате канал 56a пробивается шипом 156, и, таким образом, автоматически образуется выпускное отверстие для экстрагированного напитка. Зазор для прохождения экстрагированного напитка наружу сохраняется с помощью ребер 154, 158 и пазов 155.
Вместо этого канал 56b крышки пробивается инжектирующим соплом экстракционного устройства, и инжектируемая вода растекается по верхней поверхности молотого кофе благодаря поверхностной форме части 53 крышки.
Капсула 51, предпочтительно, изготавливается посредством термоформования, начиная с пленки или листа из многослойных термопластиковых или термореактивных пластиков, например, многослойного листа, содержащего полиэтилен, полиэтилентерефталат и поливинилиденхлорид. Благодаря данному способу производства готовая капсула является очень легкой и удобной в обращении, а также использует небольшое количество упаковочных материалов.
Таким образом, понятно, что даже капсула 51 объединяет большую часть признаков обычных экстракционных камер, а также других картриджей по изобретению, она обеспечивает воздухонепроницаемую защиту молотого кофе.
Кроме того, во время стадии экстракции автоматически образуется носик в канале 56a чашеобразной части, через который экстрагированный напиток непосредственно подается в наружную чашку для питья или стакан без загрязнения картриджа или фильтродержателя.
Различные варианты выполнения картриджа по изобретению были описаны выше. В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения экстракционный узел для использования в обычной кофеварке эспрессо или в другом устройстве, которые могут подавать горячую воду или другие жидкости для заваривания под давлением для получения напитков, будет подробно описан.
Как показано на фиг.16-18, экстракционный узел 60 в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения содержит опору, соединяемую с кофеваркой эспрессо, которая, предпочтительно, состоит из соединительного элемента 62 для соединения экстракционного узла с трубкой для инжекции воды устройства для экстракции напитка и байонетного держателя 63.
Соединительный элемент 62 имеет основание и цилиндрическую боковую стенку, поднимающуюся из основания и заканчивающуюся фланцевой кромкой, которая служит для удерживания опоры на экстракционном устройстве (не показано), например, посредством использования винтов. Основание соединительного элемента 62 содержит выступающий впускной канал 65, подсоединяемый к выпускному отверстию для воды экстракционного устройства, а на противоположной стороне основания круговую направляющую стенку 259, которая описана ниже.
Байонетный держатель 63 имеет, по существу, цилиндрическую форму и содержит верхний открытый конец, в который устанавливается цилиндрическая боковая стенка соединительного элемента 62. Предпочтительно, байонетный держатель 63 закрепляется на соединительном элементе 62 с помощью тех же самых винтов, используемых для удерживания соединительного элемента на экстракционном устройстве. Очевидно, байонетный держатель и соединительный элемент могут взаимно закрепляться любым другим известным способом; например, наружная поверхность цилиндрической боковой стенки соединительного элемента и верхняя внутренняя поверхность цилиндрической боковой стенки байонетного держателя могут закрепляться с помощью резьбового соединения. В качестве альтернативы, соединительный элемент и байонетный держатель могут быть выполнены как одна деталь.
Байонетный держатель 63 дополнительно содержит нижний открытый конец, на котором предусмотрены направляющие 263 известного типа для байонетного соединения с держателем 64 картриджа, который предусмотрен с рукояткой 61.
Держатель 64 картриджа содержит, по существу, цилиндрический корпус, который выполнен внутри для полного приема картриджа 21. В частности, он содержит цилиндрическую боковую стенку, комплементарную боковой стенке 28 картриджа.
Кроме того, основание держателя 64 картриджа содержит кольцевой паз 261, в который устанавливается с возможностью скольжения фланец 125a, и нижнюю поверхность 250, которая расположена внутри цилиндрического корпуса держателя картриджа, а также содержит отверстие 267 в своей центральной части.
Глубина кольцевого паза 261, по существу, равна высоте фланца 125a, так что, когда картридж 21 вставляется в держатель 64 картриджа, поверхность основания 27 опирается почти полностью на нижнюю поверхность, а канал 26a чашеобразной части выступает из отверстия 267.
Экстракционный узел 60 дополнительно содержит узел 265a, 265b инжектирующего сопла, который неподвижно закрепляется на нижнем открытом конце впускного канала 65, обращенного к держателю картриджа, например, с помощью резьбового соединения. В качестве альтернативы, узел сопла и впускной канал 65 для воды могут быть выполнены в виде одной детали.
Как показано на фиг.21 и 22, узел сопла содержит полый корпус 265a сопла и пробивающий элемент, или иглу 265b, неподвижно закрепленные на внутренней поверхности корпуса сопла. Более подробно, корпус сопла является, по существу, трубчатым и содержит два открытых конца 251 и 254.
Открытый конец 254 расположен на нижнем конце корпуса сопла и является достаточно широким для приема выступающего канала крышки картриджа по изобретению, например, канала 26b крышки.
Открытый конец 251 образован на верхнем конце корпуса сопла с помощью стенки 253, которая выполнена для плотного соединения с внутренней поверхностью нижнего открытого конца впускного канала 65. Наружная поверхность верхней стенки 253 и внутренняя поверхность впускного канала 65 могут соединяться с помощью резьбы для прикрепления корпуса сопла с соединительным элементом 62. Альтернативные конструкции для соединения узла сопла с впускным отверстием соединительного элемента также могут быть предусмотрены, пока обеспечивается герметичная посадка между ними.
Наружная поверхность корпуса 265a сопла содержит радиально выступающую ступенчатую часть 257 для ограничения осевого смещения выталкивателя 269 картриджа, как описано ниже. Вместо этого внутренняя поверхность корпуса 265a сопла содержит кольцевой выступ 252, который проходит внутрь и который, предпочтительно, расположен в средней части внутренней поверхности корпуса сопла.
Игла 265b вставляется по оси и закрепляется в отверстии, образованном кольцевым выступом 252. Для обеспечения прохождения жидкости из верхнего открытого конца 251 в нижний открытый конец 254, в кольцевом выступе 252 предусмотрены сквозные отверстия 256.
Внутренняя поверхность корпуса 265a сопла дополнительно содержит кольцевую выемку 255, которая расположена в нижней части той же самой внутренней поверхности, предпочтительно, вокруг нижнего открытого конца 254. Такая выемка вмещает уплотнительное кольцо 266, которое действует как средство обеспечения радиального уплотнения, не проницаемого для жидкости, между узлом сопла и впускным каналом 26b картриджа 21 во время стадии экстракции напитка.
Большим преимуществом уплотнительного кольца 266 является то, что он предотвращает загрязнение любого внутреннего элемента или поверхности экстракционного узла 60 инжектируемой водой и попадание ее на наружную поверхность картриджа, которой пользователь должен касаться и с которой он должен обращаться. Следовательно, обеспечиваются лучшие гигиенические условия, и экстракционное устройство может использоваться сотни раз без необходимости чистки элементов экстракционного узла, таких как держатель 64 картриджа и опора 62, 63.
Такая конструкция, не подверженная загрязнению, также, преимущественно, сочетает объединение в одно целое выпускного носика в картридже по изобретению. То же самое устройство для экстракции напитка и тот же самый экстракционный узел могут последовательно использоваться для картриджей, содержащих различные пищевые вещества, такие как кофе, шоколад, чай или травяные настои, супы, другие горячие молочные напитки, исключая основной недостаток обычных устройств, которые загрязняют и отрицательно влияют на результаты экстракции при последовательных экстракциях напитка.
Кроме того, упругое свойство уплотнительного кольца 266 позволяет использовать различные картриджи, имеющие входные каналы различных радиальных размеров, пока эти радиальные размеры не превышают средний диаметр нижнего отверстия 254 узла сопла.
Для повышения практичности экстракционного узла выталкиватель 269 картриджа устанавливается в кольцевое пространство, образованное направляющей стенкой 259 и частью корпуса 265a сопла, выступающей из впускного канала 65 для воды. Выталкиватель 269 картриджа является, по существу, тороидальным и, предпочтительно, выполнен для установки в кольцевое пространство, образованное направляющей стенкой 259, основанием соединительного элемента 62, частью крышки картриджа и частью корпуса 265a сопла, выступающего из впускного канала 65 для воды во время стадии экстракции.
Выталкиватель 269 картриджа содержит множество пружин 268, расположенных в соответствующих полых корпусах, имеющих открытый конец, из которого пружины могут растягиваться. Пружины 268 опираются на основание соединительного элемента 62 и на соответствующие опорные поверхности, предусмотренные внутри полых корпусов толкателя картриджа.
Когда держатель 64 картриджа закреплен на байонетном держателе 63, толкатель перемещается по направлению к основанию соединительного элемента 62 и пружины 268 сжимаются. Как видно на фиг.18, в этом положении канал 26b крышки пробивается иглой 265b и вода может инжектироваться внутрь картриджа, как описано выше.
При удалении держателя картриджа выталкиватель 269 удерживает картридж 21 внутри держателя 64 картриджа, как это видно из фиг.20. Для прекращения перемещения выталкивателя, когда держатель картриджа отсоединен, вокруг внутренней поверхности тороидального корпуса выталкивателя картриджа предусмотрен кольцевой выступ 258, который опирается на ступенчатую часть 257 корпуса 265a сопла, когда выталкиватель скользит вниз по направлению к держателю картриджа.
Хотя был описан конкретный вариант выполнения экстракционного узла для кофеварки эспрессо со ссылкой на картридж типа, показанного на фиг.6, понятно, что может быть использован любой эквивалентный экстракционный узел, который, в частности, пригоден для любого картриджа по изобретению.
Например, как показано на фиг.19, может быть создан конкретный экстракционный узел 70, пригодный для дискообразного картриджа 71 по изобретению, в соответствии с вышеизложенным.
До сих пор дискообразный картридж 71 не был подробно описан, но он непосредственно получается в результате сочетания признаков вариантов выполнения картриджа по изобретению, которые уже были описаны подробно. Таким образом, это сочетание представлено для того, чтобы показать, что элементы из различных вариантов выполнения могут быть объединены для получения дополнительных вариантов выполнения, которые, несомненно, подпадают под концепцию изобретения и понятны специалистам в данной области техники.
Картридж 71 включает признаки картриджей 11, 31 и 41. Подробно, она имеет обычную дискообразную форму и вмещает таблетку кофе известного типа, как картридж 31. Чашеобразная часть картриджа 71 аналогична чашеобразной части 32, но содержит регулировочную прокладку 119 и резиновый клапан или прокладку 116 типа, используемого в картридже 11; прокладка 116 показана в деформированном состоянии, которое достигается во время стадии экстракции. В отличие от картриджа 31 канал крышки только частично выступает относительно части крышки, и он закрыт резиновой пробкой или уплотнением 78, идентичными пробке 48, используемой в картридже 41.
Следовательно, экстракционный узел 70 содержит опору, соединяемую с кофеваркой эспрессо, которая, предпочтительно, состоит из соединительного элемента 72 для соединения экстракционного узла с трубкой для инжекции воды устройства для экстракции напитка и байонетного держателя 73.
Соединительный элемент 72 содержит впускной канал 75 для воды для соединения с каналом для инжекции воды устройства для экстракции напитка и кольцевую стенку 359, выступающую по направлению к внутреннему объему байонетного держателя 73, когда он установлен на соединительном элементе.
Байонетный держатель 73 имеет, по существу, цилиндрическую форму и содержит верхний открытый конец, в который устанавливается кольцевая стенка 359 соединительного элемента 72. Предпочтительно, байонетный держатель 73 закрепляется на соединительном элементе 72 с помощью тех же самых винтов, используемых для прикрепления соединительного элемента к экстракционному устройству. Очевидно, байонетный держатель и соединительный элемент могут взаимно прикрепляться любым другим известным способом; например, наружная поверхность цилиндрической боковой стенки соединительного элемента и верхняя внутренняя поверхность цилиндрической боковой стенки байонетного держателя могут прикрепляться с помощью резьбового соединения. В качестве альтернативы, соединительный элемент и байонетный держатель могут быть выполнены как одна деталь.
Байонетный держатель 73 дополнительно содержит нижний открытый конец, на котором предусмотрены направляющие 263 известного типа для байонетного соединения с держателем 74 картриджа.
Держатель 74 картриджа содержит, по существу, сплющенный корпус, чья внутренняя форма комплементарна форме чашеобразной части картриджа 71. Кроме того, основание держателя 74 картриджа содержит отверстие 377 в его центральной части, в котором расположен канал 76a чашеобразной части картриджа 71.
Когда держатель 74 картриджа неподвижно закреплен на байонетном держателе 73, периферийная плоская кромка 79 картриджа 71 плотно поддерживается между кольцевой стенкой 359 и кромкой держателя 74 картриджа.
Экстракционный узел дополнительно содержит сопло 275, которое закрепляется на впускном канале 75 и которое выступает по направлению к держателю картриджа.
Как показано на фиг.23, сопло 275 является, по существу, цилиндрической полой деталью, имеющей внутреннюю осевую полость 359 для приема воды из впускного канала 75 для воды и имеющей иглу или пробивающий элемент 358, выполненные как одно целое в ней. Полость 359 проходит на длину иглы, которая является полой вдоль оси и содержит сквозные радиальные отверстия 356 для подачи воды в, по существу, радиальном направлении.
Кольцевая выемка 355 дополнительно образована в сопле 275, в частности, вокруг иглы 358. Выемка 355 образована для приема более толстой периферийной части пробки 78, когда держатель 74 картриджа закреплен на байонетном держателе 73. Как видно из фиг.19, в этом положении пробка 78 пробивается иглой 358 для того, чтобы вода могла инжектироваться внутрь картриджа, и пробка 78 обеспечивает уплотнение, не проницаемое для жидкости, между соплом 275 и каналом крышки картриджа 71.
Следовательно, пробка 78 действует как средство обеспечения радиального уплотнения, не проницаемого для жидкости, между впускным каналом для воды экстракционного узла и картриджем, таким образом, предотвращая попадание инжектируемой воды на наружную поверхность картриджа.
Преимущественно, экстракционный узел 70 содержит выталкиватель 369 картриджа, который размещается в кольцевом пространстве, образованном стенкой 359 и соплом 275, и который аналогичен выталкивателю 269.
Когда держатель 74 картриджа закреплен на байонетном держателе 73, выталкиватель 369 перемещается вверх по направлению к соединительному элементу 72 с помощью пружин 368, которые соответственно сжимаются. Вместо этого, когда держатель 74 картриджа удаляется из байонетного держателя 73, выталкиватель 369 поддерживает картридж 71 внутри держателя 74 картриджа. Для прекращения перемещения выталкивателя, когда держатель картриджа отсоединен, вокруг внутренней поверхности тороидального корпуса выталкивателя 369 картриджа предусмотрен кольцевой выступ 358, который опирается на ступенчатую часть 357 корпуса 275 сопла, когда выталкиватель скользит вниз по направлению к держателю картриджа.
Как показано на фиг.24-26, экстракционный узел 80 в соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения содержит опору, соединяемую с кофеваркой эспрессо, которая, предпочтительно, состоит из соединительного элемента 82 для соединения экстракционного узла с трубкой для инжекции воды устройства для экстракции напитка и байонетного держателя 83.
Соединительный элемент 82 имеет основание и цилиндрическую боковую стенку, поднимающуюся из основания и заканчивающуюся фланцевой кромкой, которая служит для удерживания опоры на экстракционном устройстве (не показано), например, посредством использования винтов. Основание соединительного элемента 82 содержит выступающий впускной канал 85, подсоединяемый к выпускному отверстию для воды экстракционного устройства, а на противоположной стороне основания круговую направляющую стенку 459. Видно, что соединительный элемент 82, по существу, аналогичен указанному соединительному элементу 62.
Байонетный держатель 83 имеет, по существу, цилиндрическую форму и содержит верхний открытый конец, в который устанавливается цилиндрическая боковая стенка соединительного элемента 82. Предпочтительно, байонетный держатель 83 закрепляется на соединительном элементе 82 с помощью тех же самых винтов, используемых для прикрепления соединительного элемента на экстракционном устройстве. Очевидно, байонетный держатель и соединительный элемент могут взаимно прикрепляться любым другим известным способом. Например, наружная поверхность цилиндрической боковой стенки соединительного элемента и верхняя внутренняя поверхность цилиндрической боковой стенки байонетного держателя могут прикрепляться с помощью резьбового соединения. В качестве альтернативы, соединительный элемент и байонетный держатель могут быть выполнены как одна деталь.
Кроме того, байонетный держатель 83 дополнительно содержит нижний открытый конец, на котором предусмотрены направляющие известного типа для байонетного соединения с держателем 84 картриджа.
Для подачи воды внутрь картриджа 51 сопло 285 закрепляется на впускном канале 85 и выступает по направлению к держателю 84 картриджа.
Как показано на фиг.26, сопло 285 является, по существу, цилиндрической полой деталью, в которой образована внутренняя осевая полость 459 для приема воды из впускного канала 85 для воды. Полая игла или пробивающий элемент 458 выполнены как одно целое с соплом 285, так что полость 459 проходит на длину иглы. Преимущественно, игла 458 содержит сквозные радиальные отверстия 456 в, по существу, радиальном направлении.
Кольцевая выемка 455 дополнительно образована в сопле 285, в частности, вокруг иглы 458 для приема уплотнительного кольца 466, которое действует как средство обеспечения радиального уплотнения, не проницаемого для жидкости, между узлом сопла и впускным каналом 56b картриджа 51 во время стадии экстракции напитка.
Преимущественно, экстракционный узел 80 содержит выталкиватель 469 картриджа, который размещается в кольцевом пространстве, образованном стенкой 459 и соплом 285, и который аналогичен выталкивателю 269.
Выталкиватель 469, предпочтительно, содержит периферийное кольцевое ребро 470 на его нижней стороне, которое выполнено для зацепления с периферийной выпуклостью 151a части крышки картриджа 51, когда держатель картриджа закреплен на байонетном держателе.
Держатель 84 картриджа имеет, по существу, цилиндрический корпус, который выполнен внутри для приема капсулы 51. В частности, он содержит внутреннюю боковую стенку, которая, по существу, комплементарна боковой стенке капсулы и которая заканчивается кольцевым фланцем 86 в верхней части и отверстием 477 в нижней части держателя капсулы.
Основание держателя 84 картриджа не имеет такого же наклона основания 57 капсулы 51. Предпочтительно, часть основания держателя 84 капсулы наклонена, по существу, параллельно ребрам 154 и 158 толкателя 159. Следовательно, в начальном положении, в котором держатель картриджа закреплен не полностью на байонетном держателе, капсула 51 поддерживает себя на контуре отверстия 477 только в соответствии с частью вокруг канала 56a чашеобразной части, и фланцы 59a, 59b находятся в приподнятом положении относительно кольцевого фланца 86 держателя 84 картриджа.
При вращении вручную держателя 84 картриджа для прикрепления его к байонетному держателю 83 часть крышки капсулы 51 вначале опирается на нижнюю поверхность выталкивателя 469, а затем опирается на кольцевую стенку 459. Следовательно, прикладывается давление к основанию 57, которое заставляет шип 156 пробивать канал 56a чашеобразной части, а основание 57 изгибаться относительно нижней стороны толкателя 159.
В конечном положении, т.е. в положении, показанном на фиг. 25, в котором держатель 84 капсулы полностью закреплен на байонетном держателе 83 и устройство готово для стадии экстракции напитка, канал 56a чашеобразной части полностью открыт и экстрагированный напиток может подаваться непосредственно в наружную чашку.
Фиг.25 также показывает, что в положении экстракции напитка сопло 285 пробило впускной канал 56b капсулы 51. М-образная форма впускного канала 56b, преимущественно, обеспечивает легкое зацепление с частью иглы сопла 285.
Преимущественно, при удалении держателя 84 капсулы из байонетного держателя выталкиватель 469 поддерживает картридж 51 внутри держателя 84 картриджа. Для прекращения перемещения выталкивателя, когда держатель картриджа отсоединен, вокруг внутренней поверхности тороидального корпуса выталкивателя картриджа предусмотрен кольцевой выступ 478, который останавливается на опоре 57 корпуса 285 сопла, когда выталкиватель скользит вниз по направлению к держателю картриджа.
Указанные экстракционные узлы содержат инжектирующее сопло, которое снабжено иглой для пробивания пробки или уплотнения верхней части картриджа и для получения доступа во внутренний объем картриджа. Кроме того, верхние каналы указанных картриджей имеют размер для вставки в соответствующее охватывающее сопло. Однако можно обеспечить противоположное соединение между инжектирующим соплом и верхним каналом картриджа без отхода от объема настоящего изобретения. Например, как показано на фиг. 28, экстракционный узел в соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения содержит опору, соединяемую с кофеваркой эспрессо, которая, предпочтительно, состоит из соединительного элемента 582 для соединения экстракционного узла с трубкой для инжекции воды устройства для экстракции напитка и байонетного держателя 63.
Соединительный элемент 582 имеет основание и цилиндрическую боковую стенку, поднимающуюся из основания и заканчивающуюся фланцевой кромкой, которая служит для удерживания опоры на экстракционном устройстве (не показано), например, посредством использования винтов. Основание соединительного элемента 62 содержит выступающий впускной канал 585, подсоединяемый к выпускному отверстию для воды экстракционного устройства, а на противоположной стороне основания круговую направляющую стенку 559.
Байонетный держатель 583 имеет, по существу, цилиндрическую форму и содержит верхний открытый конец, в который устанавливается соединительный элемент 582. Предпочтительно, байонетный держатель 583 прикрепляется к соединительному элементу 582 с помощью тех же самых винтов, используемых для прикрепления соединительного элемента на экстракционном устройстве, как описано выше в вариантах выполнения. Очевидно, байонетный держатель и соединительный элемент могут взаимно прикрепляться любым другим известным способом; например, наружная поверхность цилиндрической боковой стенки соединительного элемента и верхняя внутренняя поверхность цилиндрической боковой стенки байонетного держателя могут прикрепляться с помощью резьбового соединения. В качестве альтернативы, соединительный элемент и байонетный держатель могут быть выполнены как одна деталь.
Байонетный держатель 583 дополнительно содержит нижний открытый конец, на котором предусмотрены направляющие известного типа для байонетного соединения с держателем 584 картриджа.
Держатель 584 картриджа содержит, по существу, цилиндрический корпус, который образован внутри для полного приема указанного картриджа 81. В частности, он содержит цилиндрическую боковую стенку, комплементарную боковой стенке картриджа.
Кроме того, основание держателя 584 картриджа содержит кольцевой паз 561, в который устанавливается с возможностью скольжения нижний фланец картриджа 81, и нижнюю поверхность 550, которая расположена внутри цилиндрического корпуса держателя картриджа и которая содержит отверстие 567 в своей центральной части. Кольцевой паз 561 и нижняя поверхность 550 выполнены таким образом, что, когда картридж 81 вставляется в держатель 584 картриджа, поверхность его основания 87a опирается почти полностью на нижнюю поверхность 550 и канал 86a чашеобразной части выступает из отверстия 567.
Экстракционный узел на фиг.28 дополнительно содержит инжектирующее сопло 575, которое закреплено на нижнем открытом конце впускного канала 585, обращенного к держателю картриджа, например, посредством резьбовой посадки. В качестве альтернативы, узел сопла и впускной канал 585 для воды могут быть выполнены в виде одной детали.
Сопло 575 содержит полый цилиндрический корпус с противоположными открытыми концами и содержит фланец 557 в своей средней части.
Заостренный полый конец 558, по существу, цилиндрической формы выступает по оси из фланца 557 сопла по направлению к держателю картриджа, и он выполнен таким образом, что его наружный диаметр обычно меньше внутреннего диаметра канала 86b крышки. Следовательно, заостренный конец 558 может полностью вставляться в канал крышки, когда держатель 584 картриджа неподвижно закреплен на байонетном держателе 583, кстати, благодаря широкому каналу 56b крышки.
Заостренный конец 558, по существу, шире, чем (обычная) инжектирующая игла, но он достаточно маленький для вставки в качестве охватываемой части в канал картриджа, такой как канал 86b крышки. Преимущественно, заостренный конец 558 содержит кольцевую выемку, образованную вокруг его наружной поверхности для приема уплотняющего средства, такого как уплотнительное кольцо 566.
Преимущественно, экстракционный узел содержит тороидальный выталкиватель 569 картриджа, который размещен в кольцевом пространстве, образованном стенкой 559 соединительного элемента и соплом 575, и который аналогичен другим указанным выталкивателям картриджа.
Осевое перемещение выталкивателя 569 ограничено с помощью обычных скоб 578 с защелкой, которые проходят вверх и которые вставляются с возможностью скольжения в соответствующую кольцевую выемку 579, окружающую сопло 575. Упор для скоб 578 с защелкой образован фланцем 557 сопла 575.
Преимущественно, тороидальный выталкиватель 569 картриджа содержит внутреннюю концентрическую боковую стенку 568, которая имеет размер для образования кольцевого зазора между заостренным концом 558 инжектирующего сопла, этот зазор полностью заполняется боковой стенкой канала 86b крышки, когда картридж 81 установлен в экстракционный узел. Следовательно, при конкретном расположении, показанном на фиг.28, выталкиватель картриджа также действует как подпорная стенка для предотвращения возможного расширения канала крышки во время стадии экстракции.
Экстракционный узел на фиг.28 имеет преимущество в простой конструкции, которая исключает использование пробивающих игл и одновременно обеспечивает соединение, не подверженное загрязнению, между картриджем, экстракционной камерой и камерой для инжекции воды. В действительности, независимо от того, закрыт ли канал крышки или нет, перед установкой его в экстракционный узел инжектирующее сопло действует как охватываемая часть, а канал крышки в качестве охватывающей части, и инжектирующее сопло может пробивать верхнее уплотнение, если вообще оно имеется, канала крышки без необходимости в соответствующей игле.
Инжектирующая часть 575, 585 экстракционного узла сохраняется изолированной от экстракционной камеры, образованной картриджем с помощью наружного уплотнительного кольца, и очень большое количество последовательных экстракционных процессов одних и тех же или разных напитков может выполняться без очистки или обслуживания экстракционного узла любым способом.
Кроме того, наружное уплотнительное кольцо 566 инжектирующего сопла можно легко заменять или проводить текущее обслуживание или ремонт, без необходимости в доступе во внутренние части самого инжектирующего сопла.
Таким образом, продемонстрировано, что настоящее изобретение выполняет поставленные цели и задачи. Понятно, что отдельные модификации или картриджей, или экстракционных узлов по изобретению будут очевидными и могут быть легко осуществимы специалистами в данной области без выхода из объема настоящего изобретения. Следовательно, объем формулы изобретения не должен ограничиваться иллюстрациями или предпочтительными вариантами выполнения, приведенными выше в виде примеров, но формула изобретения охватывает все признаки изобретения, включая и признаки, очевидные специалистам в данной области в качестве эквивалентов.
Содержание приоритетной заявки ЕР 04007297.7 включено сюда путем ссылки.