СИСТЕМА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА, КАПСУЛА И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА
BEVERAGE PREPARATION SYSTEM, A CAPSULE AND A METHOD FOR BEVERAGE PREPARATION

Область техники
Изобретение относится к системе для приготовления напитка, капсуле и способу приготовления напитка. Система для приготовления напитка представляет собой тип, включающий устройство для приготовления напитка, в котором капсула предназначена для введения в устройство для приготовления напитка для обеспечения протекания жидкости под давлением через капсулу для изготовления напитка за счет взаимодействия с ингредиентами напитка, содержащимися внутри капсулы.
Уровень техники
Системы для приготовления напитка, которые содержат устройство для приготовления напитка и капсулу, содержащую ингредиенты напитка, известны в данной области техники. Одна такая система обсуждалась в ЕР 1700548, где описана капсула, содержащая чашевидный основной корпус и закрывающий фольтированный элемент. Капсула предназначена для введения в устройство для изготовления напитка, в котором жидкость под давлением подается в капсулу для взаимодействия с ингредиентами в капсуле с образованием напитка, который затем разливается для потребления. Капсула в соответствии с ЕР 1700548 обеспечена специальным уплотняющим элементом для предотвращения возникновения обходного потока воды по окружности наружной стороны капсулы при применении. Уплотняющий элемент выполнен в форме полого уплотняющего элемента на внешней поверхности капсулы, например в форме ступеньки, с которой контактирует ограждающий элемент (в закрытом положении) устройства для приготовления напитка.
В настоящем описании предлагается альтернативная капсула, которую можно применять как часть такой системы для приготовления напитка. Капсула может быть недорогой в изготовлении и обеспечивает эффективное уплотнение при применении.
Сущность изобретения
В первом аспекте настоящего описания предлагается система для изготовления напитка, содержащая:
капсулу, содержащую ингредиенты напитка; и
устройство для приготовления напитка,
причем капсула содержит чашеобразный корпус и крышку; чашеобразный корпус имеет основание и боковую стенку, а крышка герметизирована к чашеобразному корпусу,
причем капсула предназначена для введения в устройство для приготовления напитка для обеспечения протекания жидкости под давлением через капсулу для изготовления напитка за счет взаимодействия с ингредиентами напитка;
причем устройство для приготовления напитка имеет ограждающий элемент, выполненный с возможностью выборочного перемещения между открытым положением, обеспечивая введение капсулы в устройство для приготовления напитка, и закрытым положением, в котором ограждающий элемент герметично зацепляет капсулу; причем перед введением боковая стенка содержит:
- кольцевой желобок, имеющий размер для принятия ограждающего элемента при перемещении ограждающего элемента в закрытое положение;
- первый участок боковой стенки, проходящий между основанием и кольцевым желобком; и
- второй участок боковой стенки, проходящий между кольцевым желобком и ободком капсулы.
Во втором аспекте настоящего описания предлагается капсула для приготовления напитка, содержащая чашеобразный корпус и крышку; причем чашеобразный корпус имеет основание и боковую стенку, а крышка герметизирована к чашеобразному корпусу,
причем капсула предназначена для введения в устройство для приготовления напитка для обеспечения протекания жидкости под давлением через капсулу для изготовления напитка за счет взаимодействия с ингредиентами напитка,
причем устройство для приготовления напитка относится к типу, имеющему ограждающий элемент, выполненный с возможностью выборочного перемещения между открытым положением, обеспечивая введение капсулы в устройство для приготовления напитка, и закрытым положением, в котором ограждающий элемент герметично зацепляет капсулу;
причем боковая стенка содержит:
- кольцевой желобок, имеющий размер для принятия ограждающего элемента;
- первый участок боковой стенки, проходящий между основанием и кольцевым желобком; и
- второй участок боковой стенки, проходящий между кольцевым желобком и ободком капсулы.
В третьем аспекте настоящего описания предлагается способ приготовления напитка, включающий стадии:
- обеспечения капсулы согласно описанию выше;
- обеспечения устройства для приготовления напитка, имеющего ограждающий элемент;
- перемещения ограждающего элемента в открытое положение;
- введения капсулы в устройство для приготовления напитка;
- закрытия ограждающего элемента с герметичным зацеплением ограждающего элемента с капсулой;
- протекания жидкости под давлением через капсулу для изготовления напитка за счет взаимодействия с ингредиентами напитка; и
- розлива напитка для потребления,
причем при закрытии ограждающий элемент зацепляет кольцевой желобок боковой стенки капсулы, таким образом деформируя боковую стенку,
причем указанная деформация боковой стенки вызывает формирование по меньшей мере одного герметичного стыка между ограждающим элементом и боковой стенкой.
Вышеуказанные аспекты могут дополнительно содержать один или более из следующих элементов.
Кольцевой желобок может иметь размер для того, чтобы частично или полностью принимать переднюю кромку ограждающего элемента в него при перемещении ограждающего элемента в закрытое положение.
Второй участок боковой стенки может образовывать кромочную зону, размещенную радиально наружу от кольцевого желобка. Боковая стенка может быть выполнена с возможностью выдерживания пластической деформации во время закрытия ограждающего элемента.
Боковая стенка может быть выполнена таким образом, что при применении закрытие ограждающего элемента деформирует боковую стенку, вызывая вдавливание второго участка боковой стенки внутрь к внешней поверхности ограждающего элемента с образованием герметичного стыка с внешней поверхностью ограждающего элемента.
Кольцевой желобок может быть выполнен с возможностью образования герметичного стыка с передней кромкой ограждающего элемента.
Преимуществом является то, что герметичный стык может быть обеспечен как с передней кромкой, так и с внешней поверхностью ограждающего элемента. Кроме того, деформация кольцевого желобка также может вызывать внешнее давление, оказываемое боковой стенкой на внутреннюю поверхность ограждающего элемента с образованием дополнительного герметичного стыка.
Боковая стенка может быть выполнена таким образом, что во время закрытия ограждающего элемента боковая стенка пластично огибает переднюю кромку ограждающего элемента. Преимуществом является то, что это может позволить привести форму боковой стенки в соответствие с формой любых канавок (или подобных неровностей), обеспеченных на передней кромке.
До введения кольцевой желобок может содержать внутреннюю стенку, внешнюю стенку и дно. При закрытии ограждающего элемента передняя кромка ограждающего элемента может контактировать с внешней стенкой кольцевого желобка и образовывать с ней уплотнение.
Внутренняя стенка и внешняя стенка могут быть по существу перпендикулярны дну. В альтернативной конструкции внешняя стенка может быть наклонена относительно дна таким образом, что внутренний угол на стыке между дном и внешней стенкой составляет от 90° до 120°, предпочтительно 105°. Таким образом, уплотнение с ограждающим элементом может быть коническим уплотнением.
Кромочная зона может содержать вершину, а передний край ограждающего элемента может содержать внутренний ободок и внешний ободок и выемку, расположенную между внутренним ободком и внешним ободком, причем при закрывании ограждающего элемента вершина кромочной зоны может входить в выемку между внутренним ободком и внешним ободком.
Кольцевой желобок может быть выполнен с возможностью придавливания к держателю капсулы части устройства для приготовления напитка.
До введения дно кольцевого желобка может быть приподнято относительно ободка. Дно кольцевого желобка может быть смещено от дальнего конца боковой стенки на расстояние 0,1-2,0 мм. В одном примере смещение может быть относительно большим, например, оно может составлять 1,55-2,0 мм. В конкретном примере смещение может составлять 1,85 мм. Когда смещение относительно большое, дно кольцевого желобка может быть на 0,75-1,2 мм ниже вершины кромочной зоны (при ее наличии). В одном примере расстояние может составлять 0,9 мм. В другом примере до введения дно кольцевого желобка может находиться по существу на уровне с ободком. Например, смещение может составлять 0,1-0,5 мм. В одном примере смещение может составлять 0,2 мм. В этой альтернативной конструкции дно кольцевого желобка может быть на 2,0-2,5 мм ниже вершины кромочной зоны (при ее наличии). В одном примере расстояние составляет 2,2 мм.
Боковая стенка может быть выполнена таким образом, что при применении закрытие ограждающего элемента деформирует боковую стенку, по существу вызывая выравнивание дна кольцевого желобка с ободком.
Первый участок боковой стенки, кольцевой желобок и второй участок боковой стенки могут быть образованы как единое целое. Ободок может быть образован как единое целое с чашеобразным корпусом.
Ободок может быть образован завернутой частью боковой стенки. До введения боковая стенка может содержать участок в форме усеченного конуса вблизи основания.
До введения боковая стенка может содержать цилиндрический участок между участком в форме усеченного конуса и кольцевым желобком.
Кольцевой желобок может иметь внутреннюю ширину 1,3-2,0 мм. В одном примере кольцевой желобок имеет внутреннюю ширину приблизительно 1,5-1,8 мм.
Кольцевой желобок может иметь внутренний диаметр 27,5-30,0 мм и внешний диаметр 29,3-32,5 мм.
Крышка может быть герметизирована к кольцевому желобку боковой стенки. Крышка может быть герметизирована к внутренней поверхности дна кольцевого желобка.
Передняя кромка ограждающего элемента может содержать множество канавок или углублений, а боковая стенка может быть выполнена таким образом, что пластическая деформация боковой стенки приводит форму кольцевого желобка боковой стенки в соответствие с формой канавок или углублений с обеспечением эффективного уплотнения. В одной конструкции пластическая деформация боковой стенки приводит форму внешней стенки кольцевого желобка в соответствие с формой канавок или углублений с обеспечением эффективного уплотнения.
По меньшей мере часть чашеобразного корпуса, предпочтительно весь чашеобразный корпус, может быть образована из алюминия, алюминиевого сплава или многослойного материала, содержащего по меньшей мере один слой, образованный из алюминия или алюминиевого сплава. Слой лака можно наносить на одну или обе поверхности чашеобразного корпуса. В альтернативном варианте осуществления вместо алюминия или алюминиевого сплава можно использовать другой подходящий пластичный материал.
Алюминиевый сплав может быть, например, марки 3005, 3105, 8011 или 8079. Предпочтительно алюминиевый сплав должен иметь степень твердости О.
Многослойный материал, при применении, может содержать пластичный структурный слой, образованный из материала, такого как алюминий или алюминиевый сплав, вместе с упругим слоем, образованным из полимера. Многослойный материал может содержать только один слой алюминия или алюминиевого сплава вместе с одним слоем полимера вместе с одним или более необязательными слоями лака, связующими слоями или клеевыми слоями, нанесенными на алюминий или алюминиевый сплав.
Чашеобразный корпус может включать цельный кусок многослойного материала.
Полимерный слой может, например, содержать материал, выбранный из группы: поливинилхлорид (ПВХ), полипропилен (ПП), полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), полиэтилен средней плотности (ПЭСП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), фторированный этилен-пропилен (ФЭП), политетрафторэтилен (ПТФЭ), полиэтилентерефталат (ПЭТ), полиамид (ПА), этилен-пропилен монодиен (этилен-пропилен-диен-мономер) (EPDM), полихлоропрен или изобутилен.
Твердость полимера полимерного слоя предпочтительно имеет величину, которая меньше или равна 40 по шкале D по Шору. Предпочтительно, использование для внешнего слоя многослойного материала относительно мягкого полимера позволяет материалу деформироваться вблизи несплошностей и микрообъектов ограждающего элемента для обеспечения более эффективного гидравлического уплотнения.
Крышка может быть образована из алюминия, алюминиевого сплава или многослойного материала, содержащего по меньшей мере один слой, образованный из алюминия или алюминиевого сплава. В альтернативном варианте осуществления можно использовать другой подходящий пластичный материал. Крышка может дополнительно содержать термосвариваемый лак или слой теплостойкого герметика для улучшения герметизации крышки к чашеобразному корпусу.
Чашеобразный корпус может быть образован из одного цельного куска материала. Отдельному куску материала способом холодной вытяжки может быть придана форма чашеобразного корпуса, включая кольцевой желобок. Для придания способом холодной штамповки формы чашеобразного корпуса можно применить способ глубокой вытяжки. Если материал чашеобразного корпуса содержит многослойный материал с полимерным слоем, можно применить способ глубокой вытяжки, при котором материал подвергают воздействию повышенной температуры для обеспечения более легкой деформации полимерного материала, но без негативного воздействия на характеристики материала алюминиевого слоя.
Чашеобразный корпус и ободок могут составлять единое целое.
Чашеобразный корпус может иметь толщину в диапазоне от 80 до 500 микрон. В некоторых аспектах толщина может находиться в диапазоне от 90 до 300 микрон. Если чашеобразный корпус образован только из алюминия или алюминиевого сплава
(необязательно с одним или более слоями лака), предпочтительной может быть толщина в диапазоне 80-120 микрон. Если чашеобразный корпус образован из многослойного материала, содержащего полимерный слой, предпочтительной является толщина в диапазоне 100-500 микрон. Толщина материала может варьироваться на протяжении всего чашеобразного корпуса.
Ободок может иметь внешний диаметр приблизительно 37 мм.
До введения капсула может иметь высоту 25-31 мм. В некоторых аспектах высота может составлять 28,5-30 мм. Деформация капсулы во время применения ведет к снижению продольной высоты.
Предпочтительно чашеобразные корпуса могут формоваться таким образом, что могут быть легко сложены и захвачены перед заполнением и установкой крышек.
Капсула может представлять собой сменный элемент разового применения.
Капсула может содержать ингредиент напитка или смесь ингредиентов напитка. В качестве примера, не имеющего ограничительного характера, ингредиент напитка может содержать обжаренный молотый кофе.
Краткое описание чертежей
Далее будут более подробно рассмотрены примеры настоящего описания, только в качестве примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на Фиг. 1 представлен вид в поперечном сечении первого варианта осуществления капсулы в соответствии с настоящим описанием;
на Фиг. 2 представлен увеличенный вид детали, показанной на Фиг. 1;
на Фиг. 3 представлено схематическое изображение капсулы, показанной на Фиг. 1, вместе с ограждающим элементом устройства для приготовления напитка;
на Фиг. 4 представлен увеличенный вид детали, показанной на Фиг. 3;
на Фиг. 5 представлено схематическое изображение конструкции, показанной на Фиг. 3, с ограждающим элементом в закрытом положении;
на Фиг. 6 представлен увеличенный вид детали, показанной на Фиг. 5;
на Фиг. 7 представлен вид в поперечном сечении второго варианта осуществления капсулы в соответствии с настоящим описанием;
на Фиг. 8 представлен увеличенный вид детали, показанной на Фиг. 7;
на Фиг. 9 представлено схематическое изображение капсулы, показанной на Фиг. 7, вместе с ограждающим элементом устройства для приготовления напитка;
на Фиг. 10 представлен увеличенный вид детали, показанной на Фиг. 9;
на Фиг. 11 представлено схематическое изображение конструкции, показанной на Фиг. 9, с ограждающим элементом в закрытом положении;
на Фиг. 12 представлен увеличенный вид детали, показанной на Фиг. 11;
на Фиг. 13 представлен вид в поперечном сечении третьего варианта осуществления капсулы в соответствии с настоящим описанием;
на Фиг. 14 представлен увеличенный вид детали, показанной на Фиг. 13;
на Фиг. 15 представлено схематическое изображение капсулы, показанной на Фиг. 13, вместе с ограждающим элементом устройства для приготовления напитка;
на Фиг. 16 представлен увеличенный вид детали, показанной на Фиг. 15;
на Фиг. 17 представлено схематическое изображение конструкции, показанной на Фиг. 15, с ограждающим элементом в закрытом положении; и
на Фиг. 18 представлен увеличенный вид детали, показанной на Фиг. 17.
Подробное описание изобретения
На Фиг. 3 схематично показана часть системы для приготовления напитка в соответствии с настоящим описанием. Система для приготовления напитка содержит устройство для приготовления напитка и капсулу 1.
На Фиг. 1 и 2 показан первый вариант осуществления капсулы 1. Капсула 1 будет более подробно описана ниже, но может иметь общую форму чашеобразного корпуса 40, имеющего основание 42 на одном конце и боковую стенку 43, проходящую от основания 42 к противоположному концу, который закрыт крышкой 41.
Как показано на Фиг. 3, устройство для приготовления напитка содержит ограждающий элемент 2 и держатель 20 капсулы. Ограждающий элемент 2 выполнен с возможностью выборочного перемещения относительно держателя 20 капсулы между открытым положением, обеспечивая введение капсулы 1 в устройство для приготовления напитка, и закрытым положением, в котором ограждающий элемент 2 герметично зацепляет капсулу 1 к держателю 20 капсулы способом, который будет описан ниже. Ограждающий элемент 2 может перемещаться между открытым и закрытым положениями с помощью обычного механизма, хорошо известного в данной области техники. Например, это может быть механический механизм, приводимый в действие рычагом с ручным управлением, или автоматический, или полуавтоматический механизм, приводимый в движение электродвигателем. Ограждающий элемент 2 может перемещаться, в то время как держатель 20 капсулы остается неподвижным.
В альтернативном варианте осуществления ограждающий элемент 2 может оставаться неподвижным, а держатель 20 капсулы - перемещаться. В дополнительной альтернативной конфигурации как ограждающий элемент 2, так и держатель 20 капсулы могут перемещаться во время выполнения операций открытия и закрытия. Ограждающий элемент 2 и держатель 2 0 капсулы в закрытом положении вместе образуют емкость 3 для удерживания капсулы 1 во время операции розлива.
Устройство для приготовления напитка может дополнительно содержать другие обычные элементы, которые не показаны на прилагаемых чертежах и хорошо известны в области устройств для приготовления напитка. Например, устройство для приготовления напитка может содержать либо установку для хранения водной среды, такую как внутренний резервуар, либо установку для присоединения к внешнему источнику водной среды, такую как водопровод. Водная среда обычно представляет собой воду. Для подачи водной среды под давлением в капсулу 1 может быть обеспечен насос или аналогичное устройство. Водная среда обычно подается под давлением до 900-1400 кПа (9-14 бар). Для нагревания водной среды до требуемой температуры может быть обеспечен нагреватель. Нагреватель может нагревать водную среду в резервуаре (при наличии) или может нагревать водную среду по мере необходимости, когда она проходит по каналу или над термоблоком в емкость 3. Устройство для приготовления напитка может содержать устройство прокалывания основания для прокалывания основания 42 капсулы 1 для обеспечения поступления водной среды в капсулу 1 и взаимодействия в ней с ингредиентами напитка. В альтернативном варианте осуществления капсула 1 может быть обеспечена одним или более предварительно сформированными отверстиями для обеспечения прохождения водной среды из емкости 3 в капсулу 1.
Ограждающий элемент 2 может представлять собой тип, описанный в ЕР 1700548, содержащий кольцевой элемент 22, имеющий переднюю кромку 23 в форме кольцевого ободка, внутреннюю поверхность 25, обращенную к емкости 3, и внешнюю поверхность 24, обращенную вовне. Передняя кромка 23 может быть обеспечена множеством канавок согласно обсуждению в ЕР 1700548. Верхний конец (не показан) ограждающего элемента 2 может быть соединен с источником водной среды и может обеспечивать крепление для одного или более перфорационных элементов, предназначенных для прокалывания основания 42 капсулы 1 при применении.
Держатель 20 капсулы может представлять собой тип, описанный в ЕР 1700548, содержащий рельефные элементы 21, которые предназначены для прорывания и перфорирования крышки 41 капсулы 1. Прорывание крышки 41 может происходить из-за внутреннего повышения давления в капсуле 1, вызванного притоком водной среды. Рельефные элементы 21 могут иметь любую выступающую форму, способную вызвать частичный разрыв фольгированного элемента, например в форме пирамид, игл, бугорков, цилиндров или удлиненных ребер.
Как показано на Фиг. 1, чашеобразный корпус 40 и крышка 41 капсулы 1, вместе, образуют камеру 50 ингредиента напитка, которая может быть заполнена ингредиентом напитка или смесью ингредиентов напитка. В качестве примера, не имеющего ограничительного характера, ингредиент напитка может содержать обжаренный молотый кофе.
В показанном примере чашеобразный корпус 40 изготовлен из алюминия или алюминиевого сплава. Однако можно использовать другие материалы, такие как многослойный материал из алюминия или алюминиевого сплава и полимер. Чашеобразный корпус 40 включает основание 42 и боковую стенку 43. На стыке между основанием 42 и боковой стенкой 43 может быть, как показано на фигуре, геометрическая несплошность, например, в форме плеча 57. В альтернативном варианте осуществления основание 42 и боковая стенка 43 могут иметь ровный геометрический переход. Чашеобразный корпус 40 может иметь толщину в диапазоне от 80 до 500 микрон. Толщина материала может варьироваться на протяжении всего чашеобразного корпуса 40. В показанном примере толщина составляет 100 микрон.
Боковая стенка 43 обеспечена кольцевым желобком 60, который имеет размер для того, чтобы частично или полностью принимать переднюю кромку 23 ограждающего элемента 2 при перемещении ограждающего элемента 2 в закрытое положение. Обеспечен первый участок 61 боковой стенки, проходящий между основанием 42 и кольцевым желобком 60, и обеспечен второй участок 62 боковой стенки, проходящий между кольцевым желобком 60 и дальним концом боковой стенки 43 капсулы 1.
Кольцевой желобок 60 может быть образован внутренней стенкой 65, внешней стенкой 66 и дном 64, которое проходит между ними. Внутренняя стенка 65 и внешняя стенка 66 могут до введения капсулы 1 в устройство для приготовления напитка проходить перпендикулярно дну 64. Внутренняя стенка 65 может быть образована частью первого участка 61 боковой стенки. Кромочная зона 63 размещена радиально наружу от кольцевого желобка 60. Кромочная. зона 63 может содержать кольцевой выступ, который проходит назад в общем направлении основания 42 таким образом, что вершина 67 кромочной зоны 63 приподнята над уровнем дна 64 кольцевого желобка 60. Вершина 67 может быть приподнята над дном 64 на расстояние от 0,75 до 2,5 мм. Как показано в этом варианте осуществления, расстояние составляет 0,9 мм. Кромочная зона 63 может быть образована так, что она имеет внутреннюю стенку, обеспеченную внешней стенкой 66 кольцевого желобка 60, и внешнюю стенку 68, образованную по меньшей мере частью второго участка 62 боковой стенки.
Боковая стенка 43, включая кольцевой желобок 60 и кромочную зону 63, может быть образована как единое целое. Дополнительно чашеобразный корпус 40, включая боковую стенку 43 и основание 42, может быть образован как единое целое.
Кольцевой желобок 60 может иметь внутреннюю ширину от 1,3 до 2,0 мм. Как правило, внутреннюю ширину кольцевого желобка 60 выбирают так, чтобы она была чуть больше, чем ширина передней кромки 23 кольцевого элемента 22. В одном примере кольцевой желобок 60 имеет внутреннюю ширину от приблизительно 1,5 мм до 1,8 мм.
Кольцевой желобок 60 может иметь внутренний диаметр от 27,5 до 30,0 мм (это диаметр поверхности внутренней стенки 65, обращенной к кольцевому желобку 60) и внешний диаметр от 29,3 до 32,5 мм (это диаметр поверхности внешней стенки 66, обращенной к кольцевому желобку 60). Необязательно, внутренний диаметр могут выбирать так, чтобы присутствовал легкий натяг между внутренней стенкой 65 и внешней поверхностью 24 ограждающего элемента 2 при закрытии. Это помогает обеспечить хорошее выравнивание кольцевого желобка 60 с ограждающим элементом 2.
Как показано, крышка 41 герметизирована к кольцевому желобку 60. В частности, крышка 41 герметизирована к внутренней поверхности дна 64 кольцевого желобка 60. Дно 64 кольцевого желобка 60 приподнято относительно дальнего конца боковой стенки 43. Вследствие этого крышка 41 также приподнята относительно дальнего конца боковой стенки 43. Дно 64 может быть смещено от дальнего конца боковой стенки 4 3 на расстояние от 0,1 до 2,0 мм, как описано ранее. Как показано, смещение составляет 1,85 мм. Благодаря герметизации крышки 41 ко дну 64 ограждающий элемент 2 не прижимает полую часть капсулы 1 с захватом ингредиентов напитка между передней кромкой 23 и держателем 20 капсулы, что могло бы негативно повлиять на жидкостную герметичность уплотнения.
Крышка 41 может быть образована из алюминия, алюминиевого сплава или многослойного материала, содержащего алюминий. Первый участок 61 боковой стенки может содержать участок 44 в форме усеченного конуса вблизи основания 42 и цилиндрический участок 45, дальний по отношению к основанию 42, причем часть цилиндрического участка 45 образует внутреннюю стенку 65 кольцевого желобка 60.
Капсула 1 может быть обеспечена ободком 47, образованным на конце чашеобразного корпуса 40, удаленном от основания 42, т.е. на дальнем конце боковой стенки 43. Ободок 47 может быть образован как единое целое с чашеобразным корпусом 40. В показанном примере ободок 47 образован завернутой частью 48 боковой стенки 43.
При применении системы для приготовления напитка ограждающий элемент 2 сначала перемещают в открытое положение и капсулу 1 вставляют в место между держателем 20 капсулы и ограждающим элементом 2. В зависимости от конфигурации устройства для приготовления напитка капсулу 1 можно вставить под действием силы тяжести, или вручную, или путем комбинации этих способов. Кроме того, при первоначальном введении капсула 1 может быть помещена вблизи ограждающего элемента 2 таким образом, что последующее перемещение ограждающего элемента 2 приведет капсулу 1 в зацепление с держателем 20 капсулы. В альтернативном варианте осуществления при первоначальном введении капсула 1 может быть помещена вблизи держателя 20 капсулы таким образом, что капсула 1 остается по существу неподвижной во время закрывания ограждающего элемента 2. Затем ограждающий элемент 2 закрывается с герметичным зацеплением ограждающего элемента 2 с капсулой 1. На этой стадии основание 42 капсулы 1 может быть проколото перфорационными элементами ограждающего элемента 2. Затем подаваемая под давлением водная среда (которая может быть нагретой, комнатной температуры или охлажденной) поступает в капсулу 1 для изготовления напитка за счет взаимодействия с ингредиентами напитка. На этой стадии внутреннее повышение давления в камере 50 ингредиента напитка вызывает деформирование крышки 41 наружу к рельефным элементам 21 держателя 20 капсулы, что приводит по меньшей мере частично к разрыву крышки 41, в результате чего открывается путь для выхода напитка из капсулы 1. Затем напиток разливается для потребления.
Как показано на Фиг. 5 и 6, на стадии закрытия ограждающего элемента 2 относительно держателя 20 капсулы ограждающий элемент 2 контактирует с боковой стенкой 43 капсулы 1, чтобы деформировать боковую стенку 43. В частности, передняя кромка 23 входит в кольцевой желобок 60 и прижимает дно 64, и/или внутреннюю стенку 65, и/или внешнюю стенку 66. Дно 64 перемещается вниз под воздействием ограждающего элемента 2, чтобы придавить дно 64 (и крышку 41, герметизированную ко дну 64) к держателю 20 капсулы. Передняя кромка 23 также может прижимать материал боковой стенки 43 во время этого перемещения, что, как следствие, вызывает поворот кромочной зоны 63 внутрь, чтобы привести вершину 67 кромочной зоны 63 и/или внешнюю стенку 66 кольцевого желобка 60 в герметичное зацепление с внешней поверхностью 24 кольцевого элемента 22, как показано на Фиг. 6. Важно отметить, что начальная точка контакта между передней кромкой 23 и дном 64 аксиально отстоит от держателя 20 капсулы таким образом, что у боковой стенки 43 есть место для деформирования вниз к держателю 20 капсулы, достаточного для обеспечения поворота кромочной зоны 63 внутрь до того, как боковая стенка 43 будет придавлена к держателю 2G капсулы.
Вынужденное перемещение боковой стенки 43 вызывает пластическую деформацию боковой стенки 43. В частности, поскольку боковая стенка 43 деформируется книзу, боковая стенка 43 (в частности, части кольцевого желобка 60) может пластично огибать переднюю кромку 23 ограждающего элемента 2, что способствует приведению формы материала боковой стенки 43 в близкое соответствие с формой канавок передней кромки 23. Таким образом, кольцевой желобок 60 может формировать герметичный стык с передней кромкой 23 ограждающего элемента 2.
Дополнительно, деформация кольцевого желобка 60 также может вызывать внешнее давление, оказываемое боковой стенкой 43 на внутреннюю поверхность 25 ограждающего элемента 2 с образованием дополнительного герметичного стыка. На Фиг. 7-12 показан второй вариант осуществления капсулы 1. Элементы, соответствующие элементам из первого варианта осуществления, обозначены соответствующими ссылочными позициями.
Элементы первого варианта осуществления и этот вариант осуществления при необходимости могут быть взаимозаменяемыми и могут быть скомбинированы. Кроме того, в последующем описании подробно будут описаны только различия между вариантами осуществления. В остальном читатель отсылается к описанию предыдущего варианта осуществления.
Чашеобразный корпус 40 отличается от чашеобразного корпуса по первому варианту осуществления конфигурацией и геометрией кольцевого желобка 60. Как и в первом варианте осуществления, кольцевой желобок 60 имеет размер для того, чтобы частично или полностью принимать переднюю кромку 23 ограждающего элемента 2 при перемещении ограждающего элемента 2 в закрытое положение. Внутренняя стенка 65 кольцевого желобка 60, как и ранее, по существу перпендикулярна дну 64. Однако в отличие от этого, внешняя стенка 66 наклонена относительно дна 64 таким образом, что внутренний угол α на стыке между дном 64 и внешней стенкой 66 составляет от 90° до 120°, предпочтительно 105°. Кромочная зона 63 вновь размещена радиально наружу от кольцевого желобка 60 и содержит кольцевой выступ, который проходит назад в общем направлении основания 42 таким образом, что вершина 67 кромочной зоны 63 приподнята над уровнем дна 64 кольцевого желобка 60. Вершина 67 может быть приподнята над дном 64 на расстояние от 0,75 до 2,5 мм. Как показано в этом варианте осуществления, расстояние составляет 2,2 мм. Кромочная зона 63 может быть образована так, что она имеет внутреннюю стенку, обеспеченную наклоненной внешней стенкой 66 кольцевого желобка 60, и внешнюю стенку 68, образованную по меньшей мере частью второго участка 62 боковой стенки. Как показано наиболее ясно на Фиг. 8, второй участок 62 боковой стенки может содержать между внешней стенкой 68 и завернутой частью 48 ободка 47 дополнительную кольцевую кромку 70, которая может обеспечивать дополнительную жесткость внешней части фланца. Высота дополнительной кольцевой кромки 70 может составлять от 0,7 до 0,8 мм.
Боковая стенка 43, включая кольцевой желобок 60 и кромочную зону 63, может быть образована как единое целое. Дополнительно, чашеобразный корпус 40, включая боковую стенку 43 и основание 42, может быть образован как единое целое.
Кольцевой желобок 60 может иметь внутреннюю ширину от 1,3 до 2,0 мм. Как показано, кольцевой желобок 60 имеет внутреннюю ширину приблизительно от 1,5 мм до 1,8 мм.
Как показано, крышка 41 герметизирована к кольцевому желобку 60. В частности, крышка 41 герметизирована к внутренней поверхности дна 64 кольцевого желобка 60. До введения дно 64 кольцевого желобка 60 находится по существу на уровне с дальним концом боковой стенки 43. Как показано, смещение от дальнего конца боковой стенки 43 и крышки составляет всего 0,2 мм.
При применении системы для приготовления напитка, как показано на Фиг. 9-12, как и ранее, ограждающий элемент 2 сначала перемещают в открытое положение и капсулу 1 вставляют в место между держателем 20 капсулы и ограждающим элементом 2. На Фиг. 9 проиллюстрировано, что передняя кромка 23 ограждающего элемента 2 может содержать внутренний ободок 23а и внешний ободок 23b, которые расположены концентрично и на расстоянии друг от друга для задания выемки 23с между ними, которые могут быть большей частью кольцевыми (хотя могут иметь и разрывы по окружности).
Как показано на Фиг. 11 и 12, при закрытии ограждающего элемента 2 относительно держателя 20 капсулы ограждающий элемент 2 контактирует с боковой стенкой 43 капсулы 1, чтобы деформировать боковую стенку 43. В частности, внутренний ободок 23а передней кромки 23 попадает в кольцевой желобок 60 и прижимает внешнюю стенку 66, и в то же время (или вскоре после этого) вершина 67 кромочной зоны 63 попадает в выемку 23с. Кромочная зона 63 (и дно 64) перемещается вниз под воздействием ограждающего элемента 2 на внешнюю стенку 66 и/или вершину 67, что вызывает сгибание и деформирование/смятие внешней стенки 66 кольцевого желобка 60 и внешней стенки 68 кромочной зоны 63. Во время этого перемещения материал внешней стенки 66 кольцевого желобка 60 может пластично огибать переднюю кромку 23 для приведения формы внешней стенки 66 кольцевого желобка 60 в соответствие с формой канавок или углублений с обеспечением эффективного уплотнения.
Перемещение вниз кромочной зоны 63 также придавливает дно 64 (и крышку 41, герметизированную ко дну 64) к держателю 20 капсулы, как показано на Фиг. 12.
Геометрия внешней стенки 68 кромочной зоны 63 с дополнительной кольцевой кромкой 70 помогает придать жесткость дальнему концу боковой стенки 43 и предотвратить отклонение ободка 47 вниз в контакт с держателем 20 капсулы.
Перемещение вниз ограждающего элемента 2 может продолжаться за пределами точки, показанной на Фиг. 12, до тех пор, пека внутренний ободок 23а не начнет контактировать и прижиматься ко дну 64 кольцевого желобка 60.
Прокалывание и приготовление напитка из капсулы 1 может быть выполнено, как описано выше в первом варианте осуществления. На Фиг. 13-18 показан третий вариант осуществления капсулы 1. Элементы, соответствующие элементам первого и/или второго варианта осуществления, обозначены соответствующими ссылочными позициями. Элементы первого и/или второго варианта осуществления и этот вариант осуществления при необходимости могут быть взаимозаменяемыми и комбинируемыми. Кроме того, в последующем описании подробно будут описаны только различия между вариантами осуществления. В остальном читатель отсылается к описанию предыдущих вариантов осуществления. Чашеобразный корпус 40 отличается от чашеобразного корпуса по первому и второму вариантам осуществления конфигурацией и геометрией кольцевого желобка 60. Как и во втором варианте осуществления, кольцевой желобок 60 имеет размер для того, чтобы частично или полностью принимать переднюю кромку 23 ограждающего элемента 2 при перемещении ограждающего элемента 2 в закрытое положение. Внутренняя стенка 65 кольцевого желобка 60 по существу перпендикулярна дну 64, и внешняя стенка 66 наклонена относительно дна 64 таким образом, что внутренний угол α на стыке между дном 64 и внешней стенкой 66 составляет от 90° до 120°, предпочтительно 105°. Кромочная зона 63 вновь размещена радиально наружу от кольцевого желобка 60 и содержит кольцевой выступ, который проходит назад в общем направлении основания 4 2 таким образом, что вершина 67 кромочной зоны 63 приподнята над уровнем дна 64 кольцевого желобка 60. Вершина 67 является немного более закругленной, чем во втором варианте осуществления. Вершина 67 может быть приподнята над дном 64 на расстояние от 0,75 до 2,5 мм. Как показано в этом варианте осуществления, расстояние составляет 2,2 мм. Кромочная зона 63 может быть образована так, что она имеет внутреннюю стенку, обеспеченную наклоненной внешней стенкой 66 кольцевого желобка 60, и внешнюю стенку 68, образованную по меньшей мере частью второго участка 62 боковой стенки. Как показано наиболее ясно на Фиг. 14, внешняя стенка 68 содержит три отдельных участка - верхний участок 73, который до введения является перпендикулярным дну 64, средний участок 71, который наклонен под углом β от 20° до 80°, предпочтительно 60°, к вертикали, и нижний участок 72, который включает горизонтальный участок - параллельный дну 64 - перед переходом в завернутую часть 48 ободка 47.
Боковая стенка 43, включая кольцевой желобок 60 и кромочную зону 63, может быть образована как единое целое. Дополнительно, чашеобразный корпус 40, включая боковую стенку 43 и основание 42, может быть образован как единое целое.
Кольцевой желобок 60 может иметь внутреннюю ширину от 1,3 до 2,0 мм. Как показано, кольцевой желобок 60 имеет внутреннюю ширину приблизительно от 1,5 мм до 1,8 мм.
Как показано, крышка 41 герметизирована к кольцевому желобку 60. В частности, крышка 41 герметизирована к внутренней поверхности дна 64 кольцевого желобка 60. До введения дно 64 кольцевого желобка 60 находится по существу на уровне с дальним концом боковой стенки 43. Как показано, смещение от дальнего конца боковой стенки 4 3 и крышки составляет всего 0,2 мм.
При применении системы для приготовления напитка, как показано на Фиг. 15-18, как и ранее, ограждающий элемент 2 сначала перемещают в открытое положение и капсулу 1 вставляют в место между держателем 20 капсулы и ограждающим элементом 2. Как показано на Фиг. 17 и 18, при закрытии ограждающего элемента 2 относительно держателя 20 капсулы ограждающий элемент 2 контактирует с боковой стенкой 43 капсулы 1, чтобы деформировать боковую стенку 43. В частности, внутренний ободок 23а передней кромки 23 попадает в кольцевой желобок 60 и прижимает внешнюю стенку 66, и в то же время (или вскоре после этого) вершина 67 кромочной зоны 63 попадает в выемку 23с. Кромочная зона 63 (и дно 64) перемещается вниз под воздействием ограждающего элемента 2 на внешнюю стенку 66 и/или вершину 67, что вызывает сгибание и деформирование/смятие внешней стенки 66 кольцевого желобка 60 и внешней стенки 68 кромочной зоны 63. Во время этого перемещения материал внешней стенки 66 кольцевого желобка 60 может пластично огибать переднюю кромку 23 для приведения формы внешней стенки 66 кольцевого желобка 60 в соответствие с формой канавок или углублений с обеспечением эффективного уплотнения.
Перемещение вниз кромочной зоны 63 также придавливает дно 64 (и крышку 41, герметизированную ко дну 64) к держателю 20 капсулы, как показано на Фиг. 12.
Геометрия внешней стенки 68 кромочной зоны 63 с верхним участком 73, средним участком 71 и нижним участком 72 помогает придать жесткость дальнему концу боковой стенки 43 и предотвратить отклонение ободка 47 вниз в контакт с держателем 20 капсулы.
Перемещение вниз ограждающего элемента 2 может продолжаться за пределами точки, показанной на Фиг. 12, до тех пор, пока внутренний ободок 23а не начнет контактировать и прижиматься ко дну 64 кольцевого желобка 60.
Прокалывание и приготовление напитка из капсулы 1 может быть выполнено, как описано выше в первом варианте осуществления. Капсула 1 по любому из вышеупомянутых вариантов осуществления может содержать боковую стенку 43, образованную из многослойного материала, как обсуждалось выше, имеющего полимерный слой. Закрытие ограждающего элемента 2 может уплотнять по меньшей мере полимерный слой многослойного материала при формировании любого из герметичных стыков, упомянутых выше. Уплотнение полимерного слоя может способствовать приведению формы боковой стенки 43 в соответствие с формой передней кромки 23. В частности, полимерный слой может способствовать заполнению любых щелей, возникающих из-за наличия канавок в передней кромке 23. Предпочтительно, полимерный слой направлен наружу, чтобы непосредственно контактировать с передней кромкой 23. Чашеобразный корпус 40 может содержать цельный кусок многослойного материала.
Многослойный материал, при применении, может содержать пластичный структурный слой, образованный из материала, такого как алюминий или алюминиевый сплав, вместе с упругим слоем, образованным из полимера. Многослойный материал может содержать только один слой алюминия или алюминиевого сплава вместе с одним слоем полимера вместе с одним или более необязательными слоями лака, связующими слоями или клеевыми слоями, нанесенными на алюминий или алюминиевый сплав. Полимерный слой может, например, содержать материал, выбранный из группы: поливинилхлорид (ПВХ), полипропилен (ПП), полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), полиэтилен средней плотности (ПЭСП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), фторированный этилен-пропилен (ФЭП), политетрафторэтилен (ПТФЭ), полиэтилентерефталат (ПЭТ), полиамид (ПА), этилен-пропилен монодиен (EPDM), полихлоропрен или изобутилен. Кроме того, во время применения горячая вода, проходящая через емкость 3, может немного смягчать материал полимерного слоя. Такое смягчение может привести к дополнительной деформации боковой стенки 43 под сжимающей нагрузкой ограждающего элемента 2. Это воздействие может способствовать усилению жидкостного уплотнения между ограждающим элементом 2 и капсулой 1, позволяя плотно закрыть любые щели, через которые может просачиваться горячая вода.
Деформация боковой стенки 43 также обычно вызывает уменьшение продольной высоты капсулы 1 относительно ее высоты до введения.