ЗАВАРИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ ИЗ КАПСУЛ ОДНОРАЗОВОГО ПРИМЕНЕНИЯ
BREWING DEVICE TO MAKE DRINKS FROM DISPOSABLE CAPSULES

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к заваривающему устройству для приготовления напитков или других пищевых продуктов из капсул, в частности из капсул одноразового применения.
Более конкретно, но не исключительно, данное изобретение относится к заваривающему устройству для приготовления кофе или других напитков экстракцией или растворением содержимого капсул одноразового применения.
Уровень техники
Для приготовления горячих напитков и других пищевых продуктов часто применяют аппараты, в которых используют маленькие пакеты или капсулы, содержащие внутри субстанцию, которая растворяется в воде или из которой водой экстрагируют ароматические вещества. Обычно аппараты этого типа используют для приготовления кофе.
В пределах объема данного описания и прилагаемой формулы изобретения под капсулой подразумевают любой тип маленького пакета, обычно, одноразового применения, пригодного для применения в аппарате этого типа. Капсулы могут быть герметичными, перфорированными соответствующим перфоратором, или также снабжены влагопроницаемой, т.е. водопроницаемой, стенкой, которая не требует перфорации. Маленькие пакеты, выпускаемые, например, из нетканого или другого водопроницаемого материала, также известного в технике, как порции молотого кофе, запрессованы между двумя слоями фильтровальной бумаги или также покрыты термооболочкой.
Одна из проблем, возникающих в производстве устройств для экстракции напитков или других пищевых продуктов из капсул одноразового применения, представлена необходимостью помещения капсулы между двумя частями или участками заварочной установки, которая должна быть закрыта для удерживания капсулы внутри, ограничивающими заварочную камеру, через которую должна течь приготовленная горячая вода и из которой выдают пищевой продукт.
В ЕР 1444932 А описано устройство для приготовления горячих напитков из порций молотого кофе, запрессованного между двумя слоями фильтровальной бумаги или капсулами, снабженное заварочной камерой, выполненной из двух подвижных по отношению друг к другу за счет поступательного перемещения частей. Между двумя частями заварочной камеры размещено устройство для временного удерживания капсул, введенных между открытыми частями заварочной камеры с перемещением, по существу, перпендикулярным оси заварочной камеры. Это устройство очень сложное и, следовательно, дорогое.
В ЕР 1495702 А описано подобное заваривающее устройство с заварочной камерой из двух подвижных по отношению друг к другу частей, по существу, в горизонтальном направлении, параллельном оси заварочной камеры. Капсула введена между двумя частями заварочной камеры в открытом положении, падает под действием силы тяжести и затем ее удерживают во временной позиции. Когда части, ограничивающие заварочную камеру, перемещаются друг к другу, это приводит к введению капсулы в камеру в положение для заваривания и закрытию упомянутой камеры. Перемещение по закрытию двух частей заварочной камеры также приводит капсулу в положение, соответствующее для выгрузки после выдачи напитка.
В US США 5755149 описана заварочная камера из двух частей, ограничивающих заварочную камеру, одна из которых выполнена объединенной с кипятильником. Капсула одноразового применения введена с помощью вертикальной подачи между двумя частями, подвижными по отношению друг к другу в горизонтальном направлении. Нижнее поддерживающее средство удерживает капсулу в правильном положении для обеспечения закрытия частей, ограничивающих заварочную камеру.
Дополнительно, в ЕР 1219217 А описано заваривающее устройство с камерой, выполненной из двух подвижных по отношению друг к другу по горизонтальной оси частей. Вертикальная подача позволяет загружать отдельные капсулы под действием силы тяжести в открытое пространство между двумя частями заварочной камеры. Капсула помещена в месте, удерживающем ее в наклонном положении.
В US США 5776527 описан очередной заваривающий аппарат из двух подвижных по отношению друг к другу в горизонтальном направлении частей. Когда две части расположены отдельно, капсула одноразового применения помещена между ними и удерживается двумя направляющими и удерживающими элементами, пока две части заварочной камеры закрыты для осуществления подачи горячей воды.
Сущность изобретения
Задачей данного изобретения является создание нового заваривающего устройства с заварочной камерой, ограниченной двумя подвижными по отношению друг к другу частями, и устройства введения капсул между двумя частями камеры в открытом положении, конструкция которого очень простая и недорогая.
Задачей конкретного варианта осуществления изобретения является получение заваривающего устройства, которое очень надежно и просто в осуществлении технического обслуживания.
По первому объекту изобретение касается заваривающего устройства для приготовления пищевого продукта, в частности напитка, из капсул, содержащего: первую часть заварочной камеры и вторую часть заварочной камеры, подвижные по отношению друг к другу в направлении открытия и закрытия; первый канал для подачи заварочной текучей среды внутрь указанной заварочной камеры; второй канал для выдачи пищевого продукта из заварочной камеры; пару направляющих каналов для введения капсулы в пространство между указанной первой частью заварочной камеры и указанной второй частью заварочной камеры, когда первая и вторая часть находятся в открытом положении; в котором: направляющие каналы, каждый, выполнены на соответствующих подвижных элементах; подвижные элементы расположены, по существу, противоположно и могут быть открыты для освобождения капсулы внутри заварочной камеры; и каждый из указанных подвижных элементов снабжен извлекающим устройством для захвата капсулы и удаления ее из заварочной камеры после выдачи пищевого продукта.
По предпочтительному варианту осуществления изобретения первые направляющие каналы и извлекающие устройства расположены последовательно в указанном направлении открытия и закрытия.
В практическом варианте осуществления подвижные элементы установлены с возможностью перемещения для открытия в плоскости, параллельной направлению перемещения открытия и закрытия первой и второй части заварочной камеры.
В возможном варианте осуществления изобретения подвижные элементы закреплены на первой части заварочной камеры и перемещение для открытия указанных подвижных элементов обусловлено взаимодействием указанных подвижных элементов со второй частью заварочной камеры.
Предпочтительно подвижные элементы расположены по бокам первой части заварочной камеры, которые перемещаются совместно в направлении открытия и закрытия.
Для открытия подвижных элементов и освобождения капсулы во время закрытия заварочной камеры вторая часть заварочной камеры предпочтительно снабжена упорными профилями, например, в виде противоположных поверхностей, наклонных к направлению перемещения открытия и закрытия заварочной камеры, взаимодействующих с соответствующими упорными профилями подвижных элементов, для обеспечения взаимного открытия указанных элементов.
На практике первые направляющие каналы могут быть снабжены нижним выступом, который обеспечивает положение удержания капсулы в пространстве между первой частью заварочной камеры и второй частью заварочной камеры.
Нижний выступ может быть образован концом самого канала, хотя можно также предусмотреть внешний стопор, отдельный от канала и имеющий, при необходимости, свое собственное перемещение открытия, управляемое соответствующим образом.
По предпочтительному варианту осуществления изобретения направляющие каналы расположены и выполнены предпочтительно так, что положение удерживания капсулы перед закрытием заварочной камеры обеспечивается по оси, по существу, соосной оси заварочной камеры.
В общем, извлекающие устройства могут иметь любую соответствующую форму. Например, они могут иметь форму крюков или захватов, которые захватывают фланец капсулы. В предпочтительном варианте осуществления изобретения эти извлекающие устройства, каждое, содержат соответствующий второй направляющий канал, причем указанные вторые направляющие каналы имеют снизу отверстие для выгрузки капсулы. Первые и вторые направляющие каналы предпочтительно параллельны и расположены рядом друг с другом по направлению открытия и закрытия первой и второй части заварочной камеры.
Для осуществления загрузки и выгрузки капсулы перемещаются под собственным весом, по предпочтительному варианту осуществления изобретения первая часть заварочной камеры и вторая часть заварочной камеры подвижны в горизонтальном направлении и первые направляющие каналы, по существу, вертикальны. Предпочтительно подвижные элементы установлены с возможностью перемещения для открытия, по существу, в горизонтальной плоскости.
В возможном варианте осуществления изобретения вторая часть заварочной камеры снабжена емкостью для введения капсулы с входом, обращенным к первой части заварочной камеры, окруженным первой контактной поверхностью, взаимодействующей с фланцем указанной капсулы, и первая часть заварочной камеры снабжена второй контактной поверхностью, противоположной первой контактной поверхности. В закрытом состоянии заварочной камеры фланец капсулы зажат и удерживается между указанной первой и указанной второй контактными поверхностями.
Для открытия и закрытия заварочной камеры предусмотренного взаимного перемещения между двумя частями достаточно. Обе части могут быть перемещены относительно закрепленной конструкции. Однако очевидно, что для упрощения конструкции предпочтительно, чтобы одна часть была зафиксирована, а другая подвижна по отношению к закрепленной конструкции. Например, первая часть заварочной камеры может быть подвижна вместе с открывающими элементами, которые удерживают капсулу, и вторая часть заварочной камеры может быть зафиксирована на закрепленной конструкции.
Открытие и закрытие заварочной камеры и введение капсулы в направляющие каналы возможно осуществлять вручную или автоматически с помощью соответствующих исполнительных механизмов. По очень дешевому возможному варианту осуществления изобретения для ручного управления открытием и закрытием заварочной камеры предусмотрен рычажный механизм, а капсулу в направляющие каналы вводят вручную.
Подвижные и открывающие элементы могут быть жесткими и установленными шарнирно, с упругим элементом, который вдавливает их в направлении закрытия. Альтернативно, упругий элемент может вдавливать их в направлении открытия, а противоположный профиль вслед за тем воздействовать, заставляя их взаимно перемещаться друг к другу в области, в которой они должны удерживать капсулу. Тем не менее, открывающие элементы выполнены предпочтительно для открытия упорными профилями, выполненными на одной из двух частей заварочной камеры, и по преимущественному и предпочтительному варианту осуществления упруго деформируемыми, благодаря упругим свойствам материала, из которого они выполнены, например пластика, и/или благодаря их форме.
Также объектом данного изобретения является заваривающее устройство для приготовления пищевого продукта, в частности напитка, из капсул, содержащее: первую часть заварочной камеры и вторую часть заварочной камеры, подвижные по отношению друг к другу по направлению открытия и закрытия; первый канал для подачи заварочной текучей среды внутрь указанной заварочной камеры; второй канал для выдачи пищевого продукта из заварочной камеры; пару направляющих элементов капсулы между первой частью и второй частью заварочной камеры, содержащих элементы для удерживания капсулы отключенными, когда указанная первая и указанная вторая части заварочной камеры закрыты, для освобождения капсулы внутри указанной заварочной камеры, и извлекающие устройства для удаления капсулы из заварочной камеры, которые включены для захвата капсулы, когда указанная первая и указанная вторая части заварочной камеры открыты после выдачи пищевого продукта.
Также объектом данного изобретения является аппарат для приготовления пищевого продукта из капсул, в частности аппарат для приготовления кофе, содержащий описанное выше устройство.
Дополнительно ниже описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения со ссылкой на некоторые иллюстрирующие и не ограничивающие варианты осуществления изобретения и указанные в прилагаемой формуле изобретения.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет лучше понято с помощью следующего описания и сопровождающих чертежей, которые показывают не ограничивающие варианты осуществления изобретения. Более подробно на чертежах:
фиг.1 - вид сбоку на открытое положение заваривающего устройства в соответствии с изобретением в первом варианте осуществления;
фиг.2 - продольный разрез по II-II на фиг.1;
фиг.3 - вид по III-III на фиг.1;
фиг.4 - вид по IV-IV на фиг.3;
фиг.5 - сечение по V-V на фиг.3;
фиг.6, 7, 8 и 9 - виды и сечения, аналогичные видам и сечениям на фиг.1-4 соответственно, при полностью закрытом положении заваривающего аппарата;
фиг.10 и 11 - продольные сечения, аналогичные сечениям на фиг.2 и 7 в двух последовательных моментах перемещения закрытия заваривающего аппарата;
фиг.12 - сечение, аналогичное сечениям на фиг.10 и 11 в последующей стадии открытия заваривающего аппарата при захвате капсулы для удаления ее из заварочной камеры;
фиг.13 - сечение по XIII-XIII на фиг.12;
фиг.14 - продольное сечение с частями, удаленными из модифицированного заваривающего аппарата, в котором может быть применено данное изобретение.
Осуществление изобретения
Прилагаемые чертежи иллюстрируют устройство в соответствии с изобретением, ограниченное элементами, требуемыми для понимания изобретения, причем понятно, что данное устройство можно ввести в более сложный аппарат, например в автомат для кофе с дополнительными элементами, по сути известными и не показанными, например с такими, как кипятильник, подающий горячую воду насос, распределительный мундштук для кофе и т.д.
Сначала обратимся к фиг.1-5, где позиция 1 обозначает все заваривающее устройство в целом, которое содержит первую часть 3 и вторую часть 5 заварочной камеры. Две части 3 и 5 подвижны по отношению друг к другу в направлении, параллельном оси А-А заварочной камеры. В приведенном примере ось А-А расположена по существу горизонтально.
Взаимное перемещение закрытия и открытия частей 3 и 5 заварочной камеры осуществляет рычажный механизм 7, 9. Тяги 7 рычажного механизма шарнирно установлены на оси 11 на части 3 заварочной камеры, а элементы 9 шарнирно закреплены на оси 13 на части 5 заварочной камеры.
С первой частью заварочной камеры связан направляющий элемент для капсул, обозначенных в целом позицией «С», который содержит два подвижных относительно друг друга элемента 15 с противоположным перемещением открывания, как будет пояснено ниже на последующих иллюстрациях, раскрывающих работу устройства. Элементы 15 имеют плоские или пластинчатые удлинения и установлены на оси 11, на которой закреплена часть 3 заварочной камеры. Вблизи дальнего конца, т.е. у конца, самого дальнего от оси 11, каждый из элементов 15 снабжен первым каналом 17 и вторым каналом 19. Форма каналов 17 и 19 показана, в частности, на сечениях фиг.5 и 13. Как видно, в частности, на фиг.5, каналы 17 двух элементов 15, образующих направляющий элемент, по существу, вытянуты в вертикальном направлении относительно оси А-А заварочной камеры, где каналы 17 ограничены выступом 17А, напротив которого расположена капсула «С», введенная в пространство между частями 3, 5 заварочной камеры, когда указанная камера находится в открытом положении (т.е., в положении на фиг.1-4) для принятия новой капсулы. Наоборот, каналы 19 (см. фиг.13) открыты вниз для обеспечения выгрузки капсул «С» под действием тяжести после заваривания, как будет объяснено более подробно ниже. Каналы 17 сверху заканчиваются уступом в виде скоса 17В для облегчения входа капсулы в примыкающий канал 17.
Каждый из примыкающих к каналам 19 элементов 15 снабжен наклонными поверхностями 21, предназначенными для взаимодействия с соответствующими фасками или наклонными поверхностями 23, выполненными на второй части 5 заварочной камеры. Ориентация наклонных поверхностей 21 и 23 такова, что взаимное перемещение частей 3, 5 заварочной камеры друг к другу во время перемещения закрытия обеспечивает, тем самым, взаимное перемещение открытия направляющих капсулу элементов 15. Упругость элементов 15 гарантирует, что во время открытия заварочной камеры они вернутся в исходное положение, показанное на фиг.1-4, т.е. параллельное друг другу.
Как будет пояснено ниже, целью этого перемещения является освобождение капсулы внутри заварочной камеры во время закрытия и удаление капсулы после заваривания выгрузкой ее вниз.
В иллюстрируемом примере вторая часть 5 заварочной камеры ограничивает емкость или отделение 25, по существу, в показанном примере в форме усеченного конуса, внутрь которого введена капсула «С». В основании отделения 25 расположен перфоратор 27 с проходом или каналом 29 для выдачи кофе или другого напитка из предназначенной для этого капсулы «С». Для этого перфоратор 27 связан с каналом 31 для выдачи напитка, в свою очередь, связанным с текучей средой посредством распределительного мундштука (не показан).
Вход отделения или емкости 25 окружен кольцевым выступом или контактной поверхностью 33. Она выполнена и расположена для взаимодействия с кольцевым фланцем «F» капсулы «С», когда заварочная камера, образованная частями 3, 5, закрыта. Фланец «F» капсулы «С» вдавлен в кольцевую поверхность 33 противоположной кольцевой поверхностью 35, расположенной на части 3 заварочной камеры.
Часть 3 заварочной камеры снабжена подвижным устройством 37, внутри которого со скольжением установлен ползун 39, подпружиненный пружиной 41 в положении, показанном на фиг.2 и 4. Ползун 39 скользит в направлении, параллельном оси А-А заварочной камеры, и снабжен центральным отверстием 43, через которое может выдвигаться перфоратор 45, который связан с текучей средой каналом 47 и каналом 49 подачи воды под давлением, выдаваемой из кипятильника (не показано).
c
Описанное выше устройство работает следующим образом. Когда необходимо приготовить напиток, капсулу «С», содержащую сырой материал для приготовления напитка, обычно кофе, вводят в устройство сверху по стрелке «f» (фиг.4). Введение может быть выполнено вручную, автоматически или полуавтоматически, например, из магазина или загрузочного устройства сверху (не показано). Капсулу вводят так, что фланец «F» направлен внутрь противоположных каналов 17, установленных на подвижных элементах 15 направляющего элемента. Скосы 17В облегчают введение капсулы.
Каналы 17 снабжены нижними упорами 17А для остановки капсулы и последняя направляется по каналам 17 к месту ее положения, показанному на фиг.1-5. Капсула выполнена, по существу, в форме усеченного конуса (показано в примере) и расположена спереди емкости или отделения 25 соответствующей формы, выполненной в части 5 заварочной камеры.
Для осуществления заваривания камера 3, 5 закрывается взаимным перемещением двух частей 3, 5 друг к другу. На практике часть 5 может быть закреплена на несущей конструкции, тогда как часть 3 подвижна благодаря рычажному механизму 7, 9.
На фиг.6-9 представлены виды и сечения, эквивалентные показанным на фиг.1-4 при закрытом положении заварочной камеры 3, 5. В этом положении капсула «С» полностью введена на емкость или отделение 25 зафиксированной части 5 заварочной камеры, при этом подвижные элементы 15 направляющего элемента открыты для освобождения кольцевого фланца «F» капсулы «С». Капсулу удерживают элементы 15, пока она не войдет частью своей длины по оси в емкость или отделение 25 и затем она освобождается взаимным открытием двух элементов 15, по существу, в горизонтальной плоскости относительно оси А-А заварочной камеры благодаря осевой нагрузке при контакте наклонных поверхностей 23 с наклонными поверхностями 21.
При перемещении на закрытие заварочной камеры 3, 5 перфорацию капсул «С» осуществляют перфораторы 27 и 45. Точнее, перфоратор 27 перфорирует основание капсулы, и перфоратор 45 перфорирует переднюю поверхность, окруженную фланцем «F». Перфоратор 45 выдвигается через отверстие 43 ползуна 39 во время перемещения на закрытие заварочной камеры благодаря сжатию пружины 41, обусловленному упором капсулы, которая опирается своими внешними стенками на внешние стенки емкости 25.
Механизм освобождения капсулы «С» во время открытия заварочной камеры можно легко понять при анализе последовательности работы, представленной на фиг.2, 10, 11 и 7. На фиг.2 заварочная камера полностью открыта и капсула «С» размещена в положении, когда фланец «F» расположен в каналах 17 подвижных элементов 15. Перемещением частей 3, 5 заварочной камеры относительно друг друга наклонные поверхности 21 подвижных элементов 15 входят в контакт с поверхностями 23, выполненными на наружной стороне части 5. Наклон таков, что взаимное перемещение частей 3, 5 друг к другу заставляет элементы 15 открываться постепенно, как видно из фиг.10, 11. Когда две части 3,5 перемещаются друг к другу, элементы 15 открывают и освобождают фланец «F» капсулы, когда указанная капсула своей конической частью находится внутри емкости или отделения 25.
Наоборот, фиг.12 показывает, что происходит, когда после выдачи напитка части 3, 5 заварочной камеры опять открываются. Ползун 39, упруго сжатый пружиной 41, толкает капсулу «С», удерживая ее внутри емкости или отделения 25, пока часть 3 заварочной камеры перемещается от части 5. Это выводит капсулу «С» из зацепления с перфоратором 45, который перемещается обратно внутрь отверстия 43 ползуна 39. Капсула остается внутри отделения 25, две части 3, 5 заварочной камеры продолжают перемещаться друг от друга и фланец «F» капсулы «С» цепляется каналами 19 подвижных элементов 15, которые расположены между каналами 17 и наклонными поверхностями 21. В сущности, каналы 19 действуют как захватные крюки в двух, по существу, диаметрально противоположных точках фланца «F» для извлечения его из отделения 25, когда часть 3 заварочной камеры возвращается в положение максимального удаления от части 5 (фиг.2).
Так как каналы 19 открыты вниз, как показано на фиг.13, то капсула «С», сразу полностью удаленная из отделения 25, падает под собственным весом, освобождая устройство и позволяя ввести новую капсулу.
Ясно, что конфигурация двух частей заварочной камеры, средства перфорации, устройства для открытия и закрытия заварочной камеры могут отличаться от проиллюстрированных выше. В качестве примера на фиг.14 показан другой вариант выполнения частей 3, 5 заварочной камеры с другой формой перфоратора для передней части капсулы. На фиг.14 каналы для направления и удаления капсулы не показаны для упрощения и капсула показана в двух разных положениях, соответствующих положениям введения капсулы при открытой заварочной камере и введенной капсулы в часть 5 заварочной камеры.
Идея, лежащая в основе изобретения, может быть также использована с капсулами или порциями молотого кофе, запрессованного между двумя слоями фильтровальной бумаги других форм, например, которые не требуют перфорации стенок или, по меньшей мере, двух противоположных стенок, но которые, например, уже перфорированы или могут перфорироваться давлением воды, подаваемой в заварочную камеру.
В модифицированном варианте осуществления каналы 19 могут быть исключены и извлекающее устройство для захвата капсулы и удаления ее из заварочной камеры после выдачи пищевого продукта может быть образовано обратной стороной каждого элемента 15, который выполнен рядом с каналом 17.
Понятно, что рисунки четко показывает пример, представленный только как практическое осуществление изобретения, которое может изменяться по формам и устройству, однако без отступления от границ концепции, лежащей в основе изобретения. Все ссылочные позиции в прилагаемой формуле изобретения приведены, чтобы облегчить чтение формулы изобретения с отсылкой к описанию и рисункам, и не ограничивают границы защиты, представленные формулой изобретения.