КАРТРИДЖ, МАШИНА И СИСТЕМА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАРТРИДЖА
CARTRIDGE, MACHINE AND SYSTEM FOR BEVERAGES PREPARATION AND METHOD OF CARTRIDGE MANUFACTURING

Изобретение относится к системам для приготовления напитков, в частности, кофе, с использованием предварительно упакованных картриджей.
Картриджи (или капсулы, или контейнеры, в соответствии с другой терминологией) для приготовления жидких пищевых продуктов, например, напитков, путем добавления жидкости (которая может быть под давлением и/или иметь высокую температуру) и/или пара, образуют часть очень богатого и разнообразного технологического сектора, что подтверждается, например, следующими документами: FR-А-757 358, FR-A-2 373 999, FR-A-2 556 323, GB-A-938 617, GB-A-2 023 086, СН-А-406 561, US-A-3 403 617, US-A-3 470 812, US-A-3 607 297, WO-A-86/02 537, ЕР-А-0 199 953, ЕР-А-0 211 511, ЕР-А-0 242 556, ЕР-А-0 468 078, ЕР-А-0 469 162, ЕР-А-0 507 905, WO 2010/106516 А1 и ЕР-А-2 218 653.
Многие из описанных в вышеупомянутых документах решений, в основном, относятся к приготовлению жидких продуктов, представляющих собой напитки, такие как кофе, чай, шоколад, консоме, супы или различные настои.
Изобретение, более конкретно, относится к картриджу для приготовления напитков, который относится к типу, содержащему:
оболочку, у которой имеется первая и вторая торцевые стенки, соединенные друг с другом кольцевой боковой стенкой, ограничивающей внутреннюю камеру, содержащую некоторое количество или порцию вещества для приготовления напитка;
при этом у упомянутой оболочки по меньшей мере одна первая и по меньшей мере одна вторая проницаемая стенка выступает в качестве входа и выхода соответственно для ввода потока воды в упомянутую камеру и соответственно для вывода напитка из упомянутой камеры; причем у оболочки имеется выступающее наружу кольцевое образование между упомянутой первой и второй проницаемыми стенками; и в котором
участок упомянутой по меньшей мере одной проницаемой входной стенки для ввода воды в упомянутую камеру выполнен в кольцевой боковой стенке оболочки.
Картриджи этого типа описаны в патентном документе WO 2012/164521 A1. В этих картриджах оболочка представляет собой по существу чашеобразный корпус, выполненный из формованного пластикового материала, который имеет кольцеобразное образование, выступающее радиально наружу от промежуточного участка боковой стенки. Это выступающее кольцевое образование предназначено для того, чтобы при использовании упираться в соответствующий выступ, выполненный в заварочной камере машины, используемой для приготовления напитка, чтобы обеспечить непроницаемое для жидкости разделение между участком картриджа, через который вводят воду под давлением, и участком, через который напиток покидает картридж.
Одна цель изобретения заключается в том, чтобы предложить картридж заданного вначале типа, сконфигурированный так, чтобы его можно было использовать в машине для приготовления напитков, которая сконструирована для использования другого (и отличного) типа картриджа, в частности, в машине описанного в патентном документе ТО2012А000061 типа.
В общем, на самом деле, рынок картриджей для кофе и/или напитков в целом предусматривает, чтобы эти картриджи сочетались или конфигурировались для применения со специальной машиной, которая может подавать горячую воду и/или пар для заваривания напитка. В этом контексте известны и широко применяются решения, в которых потребитель покупает кофемашину, а затем снабжается картриджами, специально разработанными и сконструированными для работы в комбинации с этой машиной.
В таких случаях в момент покупки для потребителя определяют некоторые характерные черты картриджа/системы машины, такие, как одна или несколько из следующих, которые впоследствии нельзя изменить:
- внешняя форма картриджа для вставки в машину,
- способ, которым вставляют картридж,
- конфигурация заварочной камеры, содержащей картридж во время процесса заваривания жидкого продукта, который представляет собой напиток,
- способ, которым материал, составляющий картридж, взаимодействует с заварочной камерой,
- способ, которым заваривают напиток, и
- способ, которым извлекают картридж после того, как напиток был налит.
В изобретении предложен картридж, который, в дополнение к функционированию в машине, оснащенной держателем картриджа, специально сконструированным и изготовленным для него, можно эффективно использовать в машине, имеющий держатель картриджа другого типа существующего уровня техники. Цель этого заключается в том, чтобы предложить потребителю или владельцу такой машины существующего уровня техники возможность расширить диапазон картриджей, которые можно использовать, и пищевых продуктов, которые можно приготовить, например, в дополнение к кофе "эспрессо" позволяя приготовить кофе, "приготовленный с фильтром", или заварить напиток из "листовых" продуктов.
Другая цель изобретения заключается в том, чтобы предложить картридж, который можно легко сделать из биоразлагаемого/компостируемого материала, как задано ниже в этом описании.
Вышеупомянутые и другие цели достигаются в соответствии с изобретением с помощью картриджа для приготовления напитка заданного изначально типа, отличающегося тем, что вышеупомянутое кольцевое образование выступает от упомянутой второй торцевой стенки оболочки картриджа в направлении по существу противоположном упомянутой первой торцевой стенке.
В предпочтительном в настоящее время варианте осуществления вышеупомянутое кольцевое образование проходит в качестве расширения боковой стенки оболочки, выступающего за пределы второй торцевой стенки, по существу в осевом направлении упомянутой оболочки.
Дополнительные характеристики картриджа в соответствии с изобретением изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Как отмечалось ранее, картридж в соответствии с изобретением может быть легко изготовлен из компостируемого/биоразлагаемого материала.
Характеристики, которыми должен обладать материал, чтобы являться компостируемым, в соответствии с принятым в настоящее время определением даже в патентах (см., например, ЕР-В-0 497 838, ЕР-В-0 561 982, ЕР-В-0 788 733, ЕР-В-0 723 572, ЕР-В-0 868 275, ЕР-В-0 971 818 и ЕР-В-1 842 944), установлены, например, европейским стандартом EN 13432 "Требования к упаковке, утилизируемой посредством компостирования и биоразложения - схема испытаний и критерий оценки для окончательной приемки упаковки", утвержденный в Италии под названием UNI EN 13432.
В соответствии с этим стандартом характеристики, которыми должен обладать компостируемый материал, перечислены ниже:
- биоразлагаемость. то есть, биотрансформация компостируемого материала в диоксид углерода, это свойство измеряют с помощью стандартного способа тестирования - проект EN 14046 (также опубликованный как ISO 14855: биоразлагаемость при контролируемых условиях компостирования); приемочный уровень составляет 90% (относительно целлюлозы), который должен быть достигнут менее чем за шесть месяцев;
- дезинтегрируемость. то есть, фрагментация конечного компоста и снижение его неравномерности (отсутствие видимых загрязнений); измеряют путем лабораторного испытания компостируемости (проект EN 14045): образцы исследуемого материала компостируют вместе с органическими загрязнениями в течение трех месяцев; в конце этого срока компост просеивают через сито с ячейками 2 мм. Масса остатка исследуемого материала с размерами >2 мм должна быть меньшей 10% от начальной массы;
- отсутствие неблагоприятных последствий процесса компостирования: проверяют путем лабораторного испытания компостируемости;
- низкие уровни тяжелых металлов (ниже заданных максимальных уровней) и отсутствие неблагоприятных последствий на качество компоста (напр.: снижение сельскохозяйственной ценности и наличие экотоксикологического воздействия на рост растений); выполняют испытание роста растений (модифицированный тест 208 ОЭСР) для образцов компоста, в которых произошло разложение испытуемого материала: не должно быть заметно разницы между ним и контрольным компостом;
- другие химические и физические параметры, которые не должны изменяться после того, как исследуемый материал разложится: рН; содержание солей; аэрозольные частицы; N; Р; MgpK.
Понятно, что биоразлагаемый материал не обязательно является компостируемым, потому что он также должен распасться в течение цикла компостирования. С другой стороны, материал, который во время цикла компостирования распадается на микроскопические частицы, которые не являются полностью биоразлагаемыми, не является компостируемым.
Стандарт UNI EN 13432 представляет собой согласованный стандарт, и он был опубликован в Официальном вестнике Европейского сообщества, был принят в Европе на национальном уровне и обеспечивает презумпцию соответствия установленным требованиям европейской директиве 94/62 ЕС по упаковке и отходам упаковки.
С ростом интереса к окружающей среде и пищевых отходов, производимых ежедневно, компостируемость становится все более важным требованием для потребителей рассматриваемых в этом документе картриджей (или капсул, или контейнеров).
В этой связи, оказалось многообещающим решение о применении такого компостируемого материала, то есть - согласно используемому иногда в промышленности названию - "био" материала для изготовления корпуса таких картриджей, как, например:
- полимолочная кислота (PLA),
- поли-L-лактид (PLLA),
- поли-D-лактид (PDLA),
- стереокомплексная смесь PDLA и PLLA,
- маисовые крахмалы,
- целлюлозные материалы,
- составы на основе PLA, PDLA, PLLA в сочетании с минеральными наполнителями,
- составы на основе PLA, PDLA, PLLA в сочетании с минеральными наполнителями и пластификаторами,
- составы на основе PLA, PDLA, PLLA и целлюлозы,
- составы на основе маисовых крахмалов в сочетании с минеральными наполнителями,
- сукцинат полибутилена,
- сукцинат полибутилена в сочетании с минеральными наполнителями,
- полимеры, произведенные микроорганизмами или бактериями, такие как ПГА (полигидрокси алканоаты) и ПГБ (полибетагидробутираты),
- материалы, получающиеся в результате сочетания растительных волокон и крахмалов,
- материалы, получающиеся в результате сочетания растительной биомассы и крахмалов,
- материалы, получающиеся в результате сочетания растительных волокон и PLA,
- материалы, получающиеся в результате сочетания растительной биомассы и PLA, и
- сочетания материалов, перечисленных выше.
Было замечено, что эти "био" материалы, применяемые для изготовления картриджей для использования в кофемашинах, оснащенных перфораторами, могут привести к сильному удлинению при разрыве, так что могут сделать перфорацию не очень эффективной, например, если материал образует что-то вроде крышки вокруг перфоратора, вместо того, чтобы прорваться, приводя к возможным проблемам с подачей.
Эти сложности с перфорацией могут возникнуть в случае картриджей в соответствии с существующим уровнем техники, описанным в патентном документе ТО2012А000061: ввод горячей воды в картридж приводит к взаимодействию между перфорирующими/разрывающими компонентами, расположенными в машине, с соответствующими выступами в форме подвесок или выемок, расположенными на краю картриджа. Эту сложность преодолевают с помощью этого изобретения, потому что в нем нет какого-либо взаимодействия между картриджем и машиной в отношении перфорации/разрыва.
Корпус картриджа может быть выполнен из такого материала в различных вариантах осуществления с использованием процесса литья, разделенного на два подэтапа:
- заполняют полость литейной формы,
- материал в запечатанной литейной форме сохраняют при температуре, превышающей температуру окружающей среды, либо, как вариант, при последующей выдержке в печи, либо под действием УФ-излучения.
Как уже было описано выше, одна цель изобретения заключается в том, чтобы предложить картридж, который может расширить типы картриджей, которые можно использовать в машине существующего уровня техники, в частности, в машине, описанной в патентном документе ТО2012А000061.
В этой заявке описан картридж такого типа, у которого основание (которое представляет собой "выход" для напитка) деформируется под действием давления жидкости/пара, вводимого в картридж, так что оно прорывается вторым набором полых игл (в широком смысле аналогичных инжекционным иглам), обладающих фильтрующими свойствами. Сами по себе эти варианты осуществления известны, и они особенно подходят для подачи напитков, таких как кофе эспрессо, так как перфорация основания под действием давления является характерной чертой для создания необходимых гидравлических условий для горячей воды под давлением (обычно в диапазоне 3-9 бар, в зависимости от продукта).
В документах, таких как ЕР 1 295 554 Al, WO 2006/005736 А2 или ЕР 1 886 942 А1, заданы специфические решения, свойственные фильтрующим иглам, механизм для вскрытия/закрытия/перфорирования посредством перфорационных игл и тип картриджа с соответствующими системами.
В существующей на сегодняшний день производственной практике может быть предусмотрено, что боковая стенка и стенка основания картриджа выполнены из пластикового материала, такого, например, как полипропилен, соэкструдированный слоями с этилен-виниловым спиртом (EVOH), которому придана форма посредством термоформования. Также известно, что такой композитный материал нельзя классифицировать как компостируемый материал.
Эта технология является ограничивающей в отношении диапазона продуктов, которые можно получить из вышеупомянутой комбинации картридж/машина, исключая все те напитки, для которых требуется нулевое давление при заваривании (давление окружающей среды), как, например, "кофе, приготовленный с фильтром" или "листовой" чай, которые можно легко получить при простом гравиметрическом процеживании горячей воды.
В случае картриджа в соответствии с настоящим изобретением отсутствует какое-либо особое взаимодействие между основанием картриджа и фильтрующими иглами, так что можно осуществлять подачу также и в условиях давления окружающей среды.
Изобретение также относится к машине для приготовления напитков, сконструированной для применения картриджа в соответствии с изобретением, причем эта машина содержит:
заварочный блок, способный принимать картридж в соответствии с настоящим изобретением, с которым связано средство для подачи потока воды, которую надо ввести в картридж, и средством для выпуска выходного потока напитка, полученного в заварочном блоке, в собирающий сосуд;
при этом заварочный блок включает в себя несколько частей, которые можно сдвинуть ближе друг к другу и дальше друг от друга, и которые могут быть соединены друг с другом так, чтобы не допускать утечки, для образования всей заварочной камеры, в которую можно поместить упомянутый картридж; причем заварочная камера может образовывать кольцеобразное пространство относительно расположенного в ней картриджа в соответствии с изобретением, которое может быть соединено со средством для подачи воды, и которое отделено от средства для выпуска непроницаемым для жидкости способом.
Изобретение также относится к системе для приготовления напитков, содержащей такую машину и картридж нового типа, обладающий определенными выше характеристиками.
Наконец, изобретение также относится к процессу изготовления корпуса картриджа в соответствии с изобретением, причем упомянутый процесс включает в себя действия или этапы, определенные в пункте 11 прилагаемой формулы изобретения.
Дополнительные характеристики и преимущества изобретения станут очевидны из последующего подробного описания, приведенного полностью в виде неограничивающего примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 подробно показан картридж в соответствии с настоящим изобретением, вид в перспективе;
на фиг. 2 показан чашеобразный корпус картриджа, изображенного на фиг. 1, вид сверху;
на фиг. 3 - то же, вид в разрезе по линии III-III на фиг. 1 и 2;
на фиг. 4 показана часть машины для приготовления напитков с использованием картриджа в соответствии с предыдущими фигурами, вид в продольном разрезе;
на фиг. 5 показан другой тип картриджа в соответствии с существующим уровнем техники, который также можно использовать в машине, упомянутой на странице 4, вид в перспективе; и
на фиг. 6 показана часть той же самой машины, что и на фиг. 4, в условиях, когда вместо картриджа в соответствии с настоящим изобретением применяют картридж в соответствии с существующим уровнем техники, изображенный на фиг. 5, вид в продольном разрезе.
На фиг. 1-4 ссылочная позиция 1 обозначает весь картридж в соответствии с настоящим изобретением для приготовления напитка, например, кофе эспрессо.
Картридж 1 содержит оболочку 2, например, из пищевого пластика.
В показанном варианте осуществления оболочка 2 содержит корпус 3, имеющий по существу чашеобразную форму, который закрыт сверху торцевой стенкой или крышкой 4. И чашеобразный корпус 3, и крышка 4 могут быть изготовлены, например, посредством инжекционного формования, и могут быть соединены друг с другом любым известным способом, например, посредством сварки, склеивания и т.д.
В показанном варианте осуществления оболочка 2 в целом имеет форму по существу усеченного конуса. В качестве альтернативы, эта оболочка может иметь в целом, например, цилиндрическую или призматическую конфигурацию.
У чашеобразного корпуса 3 имеется нижняя торцевая стенка 5, по существу параллельная крышке 4 и соединенная с боковой стенкой 6 по существу кольцеобразной формы (см., в частности, фиг. 1 и 3).
Оболочка 2 ограничивает внутри себя область или камеру 7. Эта область или камера 7 содержит некоторое количество или порцию вещества S для приготовления напитка, как, например, молотый жареный кофе (фиг. 3).
На участке 6а у верхнего конца боковой стенки 6 чашеобразного корпуса 3 имеется поперечное кольцевое образование 3а, выступающее радиально наружу в форме фланца.
Как лучше видно на фиг. 3 и 4, верхняя поверхность или грань верхней торцевой стенки или крышки 4 предпочтительно расположена на одном уровне с верхней поверхностью фланцевого образования 3а в корпусе 3.
В верхнем участке 6а кольцевой боковой стенки оболочки 2 выполнено множество микроотверстий 8, которые делают ее проницаемой для воды. Микроотверстия 8 могут иметь такое поперечное сечение, чтобы предотвращать выход вещества, содержащегося в оболочке для приготовления напитка, и/или в оболочке 2, непосредственно прилегая к внутренней поверхности боковой стенки 6, может быть расположен фильтр, например, из бумаги или подобного материала, который может удерживать вышеупомянутое вещество в оболочке 2.
По меньшей мере один участок нижней торцевой стенки 5 оболочки 2 также предпочтительно содержит микроотверстия, обозначенные на фиг. 1 и 2 ссылочной позицией 9, чтобы сделать упомянутый участок стенки проницаемым для жидкого налитка, приготовленного в результате контакта вещества S, присутствующего в картридже 1, с водой, добавленной в него через входной участок 6а его боковой стенки 6.
Как будет более понятно ниже, при использовании верхний участок 6а боковой кольцевой стенки 6 оболочки может выступать в качестве входа для ввода потока воды во внутреннюю камеру 7 картриджа для приготовления напитка. В дополнение к этому, перфорированная стенка основания 5 может выступать в качестве выхода для потока напитка из камеры 7 к собирающему сосуду, такому как чашка или что-то подобное.
Между участком 6а боковой стенки и нижней торцевой стенкой 5 у оболочки имеется кольцевое образование 3g, выступающее наружу. В показанном на чертежах варианте осуществления, который в настоящее время является предпочтительным, это кольцевое образование 3g проходит как удлинение боковой стенки 6 оболочки 2 и выступает за пределы нижнего торца 5 по существу в осевом направлении оболочки 2.
В показанном на чертежах варианте осуществления воду вводят в камеру 1 для приготовления напитка только через верхний участок 6а боковой стенки 6 оболочки 2.
В других вариантах осуществления, не показанных, в торцевой стенке 4 могут быть сделаны дополнительные микроотверстия для ввода воды в картридж 1, как в варианте осуществления, показанном на фиг. 1 патентного документа WO 2012/164521 A1, уже цитировавшегося ранее. В этом случае площадь или поперечное сечение потока для ввода воды через верхнюю торцевую стенку 4 в любом случае предпочтительно меньше, чем площадь или поперечное сечение потока в верхнем участке 6а боковой стенки 6, так что поступление воды во внутреннюю камеру 7 картриджа происходит в основном через боковую стенку 6.
В любом случае картридж 1 в соответствии с изобретением может быть легко изготовлен с использованием биоразлагаемого/компостируемого материала и, в частности, из полимерного материала, предпочтительно, из полимера, полученного из биомассы, или синтетического компостируемого полимера, или, опять же, из полимера, произведенного генетически модифицированными микроорганизмами или бактериями, или из полимера, изготовленного из ископаемых мономеров, или, опять же, из материала, содержащего натуральные волокна, такие как побочные продукты пищевой цепочки (маиса, кофе, рисовой шелухи, и т.д.), или полученного при покосе лугов, соединенные друг с другом связующим агентом, или из смеси полимеров.
Напиток может быть приготовлен с использованием картриджа 1 описанного выше типа путем заваривания под давлением с помощью машины, один вариант выполнения которой будет описан ниже со ссылкой на фиг. 4 и 6.
Как будет видно, в частности, на фиг. 4, машина М в соответствии с настоящим изобретением содержит заваривающий блок, в целом обозначенный ссылочной позицией G.
Хотя ниже будет приведено достаточно подробное описание машины М и, в частности, заваривающего блока G, отметим, что эта машина и этот заваривающий блок по существу соответствует описанным в патентном документе ТО2012А000061 от имени Заявителя, уже упоминавшемся в этом описании выше.
Предпочтительно нижняя часть 10 заваривающего блока G является неподвижной, а промежуточная часть 11 и верхняя часть 12 могут перемещаться относительно нее, как будет более конкретно описано ниже.
Нижняя часть 10 заваривающего блока содержит корпус 13, по существу чашеобразной формы, близкой к стенке 13а основания, которая образует канал 14 для выходного потока.
В чашеобразном элементе 13 на определенном расстоянии над стенкой 13а основания, посажен опорный элемент 15, имеющий по существу кольцеобразную форму, в котором выполнено центральное отверстие 16. В верхней части этого элемента 15 выступающее кольцеобразное образование 15а проходит вверх на определенное расстояние в радиальном направлении от боковой стенки чашеобразного корпуса 13.
В кольцеобразном пространстве, ограниченном между вертикально стоящим образованием 15а и боковой стенкой чашеобразного корпуса 13 имеется тороидальное уплотнительное кольцо 17.
Нижняя часть 10 заварочного блока G также включает в себя пластину 18, закрепленную вокруг боковой стенки чашеобразного корпуса 13.
Промежуточная часть 11 заварочного блока G может быть перемещена (вертикально, если смотреть на фиг. 4 и 6) относительно нижней части 10.
Эта промежуточная часть 11 по существу содержит кольцеобразный вмещающий корпус 19, у которого имеется нижний участок 19а, установленный с возможностью перемещения в верхней части чашеобразного корпуса 13 нижней части 10.
Нижний край 19а вмещающего корпуса 19 имеет наклонную фаску 19b. Эта наклонная фаска 19b при использовании может быть заклинена между боковой стенкой чашеобразного основного корпуса 13 и уплотнительным кольцом 17, в результате чего последнее прижимается в радиальном направлении к вертикально стоящему образованию 15а опорного элемента 15, для целей, которые будут пояснены ниже.
Сужающийся корпус 19 имеет промежуточный участок 19с, в котором имеется кольцеобразное гнездо 20, на котором на выступе выполнен кольцевой перфорирующий элемент 21, функции которого будут пояснены ниже.
Гнездо 20 вмещающего корпуса 19 сообщается со смежным гнездом 22 (см., в частности, фиг. 4), образованным в верхней части элемента 19, которое открывается у кольцеобразного верхнего края этого элемента 19.
Кольцевой перфорирующий элемент 21 по сути имеет вид кольцевого ножа с одной режущей кромкой 21а (фиг. 4), направленной вверх.
Заварочный блок G,. показанный на фиг. 4 и 6, содержит дополнительный кольцевой перфорирующий элемент, обозначенный ссылочной позицией 121, установленный на дополнительном гнезде 120 во вмещающем корпусе 19, расположенный в положении, смещенном по оси (вниз, если смотреть на фиг. 4, 6) относительно перфорирующего элемента 21.
Перфорирующий элемент 121 имеет несколько режущих кромок или зубьев 121а, расположенных по периметру, функции которых будут пояснены ниже.
Верхняя часть 12 заварочного блока G по существу содержит уплотнительный элемент 23, имеющий по сути форму диска, снизу у которого выполнена первая внешняя в радиальном направлении кольцевая канавка, в которой расположено уплотнительное кольцо 24, и вторая внутренняя в радиальном направлении кольцевая канавка, коаксиальная с первой, в которой расположено уплотнительное кольцо 124, причем последнее сконструировано так, чтобы прижиматься к верхней торцевой стенке картриджа 1 в соответствии с фиг. 1-3.
В качестве альтернативы, часть 3а картриджа 1, представляющая собой его верхний фланец, может быть сконструирована в виде фланца 103 а картриджа в соответствии с существующим уровнем техники, показанным на фиг. 5.
Уплотнительный элемент 23 может легко смещаться относительно промежуточной части 11, чтобы картридж 2 можно было вставить во вмещающий элемент 19, и чтобы картридж 1 затем можно было удалить, когда он уже опустошен после подачи напитка, приготовленного с его использованием.
На фиг. 4 и 6 ссылочная позиция 25 обозначает пластину, расположенную во вмещающем элементе 19, лежащую по сути параллельно пластине 18, присоединенной к чашеобразному корпусу 13.
Пружины 26, которые стремятся оттолкнуть пластину 25 от пластины 18 и, следовательно, оттолкнуть промежуточную часть 11 от нижней части 10 заварочного блока G, расположены между пластинами 18 и 25.
В стенке вмещающего элемента 19 выполнен поперечный канал 30, самый внутренний в радиальном направлении его край сообщается с областью в этом вмещающем элементе 19 по меньшей мере через один продольный канал 31.
При использовании картридж 1 описанного выше со ссылкой на фиг. 1-3 типа размещают во вмещающем элементе 19, когда верхняя часть 12 заварочного блока G находится на расстоянии от промежуточной части 11.
Боковая стенка 6 этого картриджа 1 имеет такие поперечные размеры, что его можно вставить в заварочный блок G, в частности, через перфорирующие элементы 21 и 121, которые не взаимодействуют с ним каким-либо образом. Диаметрально внешний размер выступающего вниз образования 3g по существу соответствует диаметральному размеру уплотнительного кольца 17 в недеформированном состоянии, то есть, когда последнее не подвержено радиальному сжатию скошенным краем 19b вмещающего корпуса 19.
Посредством кинетических механизмов, известных по меньшей мере специалистам в области техники, верхняя часть 12 заварочного блока G упирается в верхний край вмещающего элемента 19. Внутреннее уплотнительное кольцо 124 уплотнительного элемента 23 выполнено так, чтобы упираться в верхнюю поверхность картриджа 1, обеспечивая непроницаемость для жидкости.
В альтернативном варианте осуществления верхний фланец картриджа сконструирован так же, как и фланец 103а картриджа, показанного на фиг. 5, внутреннее уплотнительное кольцо 24 уплотнительного элемента 23 может упираться в верхнюю поверхность картриджа, обеспечивая непроницаемость для жидкости.
Нижний край 3g картриджа 1 вставляют между вертикальным образованием 15а опорного элемента 15 и тороидальным уплотнительным кольцом 17. Последнее прижимают к внешней поверхности этого края 3g картриджа 1, и в результате, с ним контактирует нижний скошенный край 19b вмещающего элемента 19.
Под действием усилия уплотнительных элементов 124 (или 24 в случае картриджа с таким фланцем, как обозначенный ссылочной позицией 103а на фиг. 5) и 17 у кольцевой камеры 20, 22, которая ограничена во вмещающем элементе 19 верхней частью картриджа 1, имеется непроницаемое для жидкости уплотнение сверх и снизу.
Уплотнительное кольцо 124 (или 24) отделяет эту кольцевую камеру 20, 22 от области над крышкой 4 картриджа, в то время как нижнее уплотнительное кольцо 17 отделяет кольцевую камеру 20, 22 от области под картриджем 1 и выпускного канала 14.
Когда заварочный блок G плотно закрыт, поток горячей воды под давлением может быть подан в вышеупомянутую кольцевую камеру 20, 22 через каналы 30 и 31. Тогда, горячая вода под давлением может проникнуть в картридж 1 через микроотверстия 8, выполненные в боковой стенке 6.
Таким образом, в картридж 1 впрыскивают несколько потоков горячей воды под давлением, сходящихся радиально в направлении оси картриджа и постепенно опускающихся в направлении его стенки 5 основания.
Стенка 5, в которой выполнены микроотверстия 9, как показано на фиг. 1 и 2, позволяет напитку вытекать без необходимости ее разрыва или перфорации.
В качестве альтернативы, стенка 5 основания корпуса картриджа 1 может быть непроницаемой, но может быть прорвана под действием увеличивающегося давления в картридже 1.
В соответствии с еще одной альтернативой, способом, который не показан на чертежах, в области над стенкой 5 основания картриджа 1, может быть выполнен дополнительный перфорирующий элемент с выступами или иглами, предназначенными для того, чтобы прорывать или перфорировать эту стенку 5 основания и, следовательно, дать напитку возможность вытечь.
В любом случае напиток, вытекающий из картриджа 1, проходит через выходной канал или проход 14, через канал 16 в опорном элементе 15 и может быть подан в собирающий сосуд, такой как чашка или стакан.
После того, как напиток был выдан, заварочный блок G опять открывают, а его промежуточная часть 11 и верхняя часть 12 опять занимают свои соответствующие начальные положения.
Использованный картридж 1 может быть удален, например, посредством пружинного выталкивающего устройства, расположенного в области между этим картриджем 1 и опорным элементом 15.
Как было отмечено ранее, машина М и, в частности, заварочный блок G, описанный выше со ссылкой на фиг. 4, по сути относятся к типу, являющемуся сутью более ранней итальянской заявки на патент № ТО2012А000061. Эта машина и этот заварочный блок в соответствии с существующим уровнем техники на самом деле были разработаны для использования картриджей, изготовленных ранее в соответствии с существующим уровнем техники, такими как картридж 101, показанный на фиг. 5 этой заявки (соответствующей фиг. 13 в итальянской заявке № ТО2012А000061).
Как показано на фиг. 5, картридж 101 в соответствии с существующим уровнем техники имеет чашеобразный корпус 103, у которого сверху имеется по существу плоское образование 103а в виде фланца, выступающее наружу в радиальном направлении.
Корпус 103 легко изготавливают из многослойной структуры, например, с внутренним слоем из полипропилена и промежуточным слоем из EVOH (сополимера этилена и винилового спирта) и внешним слоем из полипропилена.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 5, корпус 103 картриджа 101 имеет боковую стенку, у которой имеется образование 103b, выступающее наружу в поперечном направлении, рядом с фланцем 103а, которое проходит по всему периметру.
В частности, начиная от фланца 103а, выступающее образование 103b содержит по существу цилиндрический верхний участок 103с, за которым следует ступенчатый участок 103d, в котором уменьшен диаметр его поперечного сечения.
Боковая стенка чашеобразного корпуса 103 также имеет участок основной стенки 103е, который, например, имеет форму усеченного конуса, соединяющейся с поднятой стенкой 103f основания, образующей кольцевой край 103g, выступающий вниз.
Картридж 101 также содержит крышку 104 (фиг. 5), соединенную с фланцем 103а чашеобразного корпуса 103, например, путем термической сварки или ультразвуковой сварки.
Крышка 104, например, может быть сконструирована в виде многослойной структуры, включающей в себя внутренний полипропиленовый слой и внешний алюминиевый слой.
Вместе взятые крышка 104 и чашеобразный корпус 103 ограничивают камеру, которая содержит некоторое количество или порцию материала для приготовления напитка, например, молотый жареный кофе.
По периметру боковой стенки в ее средней части чашеобразного корпуса 103 имеется образование 103i, выступающее наружу в поперечном направлении.
Боковая стенка корпуса 103 картриджа 101 также имеет по периметру кольцо выступающих поперечно наружу образований 103h в виде ячеек, которые расположены на некотором угловом расстоянии друг от друга.
Перфорирующие элементы 21 и 121 упомянутого заварочного блока G опираются на вмещающий элемент 19 и расположены в смещенных друг относительно друга вдоль оси положениях так, что круглый режущий элемент 21а перфорирующего элемента 21 может разрывать выступающие участки 103h, в то время как иглы или зубья 121а перфорирующего элемента 121 могут выполнять множество разрывов в выступающем по периметру образовании 103i картриджа.
С использованием картриджа 101 в блоке G, как показано на фиг. 6, можно выполнить двойное множество отверстий в боковой стенке этого картриджа 101, так что можно эффективно ввести в него горячую воду под давлением.
Также, в случае, когда используют картридж 101, выступающее образование 103g этого картриджа, действующее вместе с соответствующим тороидальным уплотнительным кольцом 17, прижимаемым в радиальном направлении наклонной плоскостью 19b вмещающего элемента 19, обеспечивает эффективное непроницаемое для жидкости разделение между камерой, в которой в картридж вводят воду под давлением, и выходом для готового напитка.
Если применяют картридж показанного на фиг. 5 типа, то внешнее в радиальном направлении уплотнительное кольцо 24 крышки 23 гарантирует, что камера, в которой в картридж подают воду, не сообщается с окружающей средой снаружи заварочного блока входе заваривания напитка.
Картридж 1 в соответствии с настоящим изобретением, описанный выше со ссылкой на фиг. 1-4, совместим с машиной М и заварочной камерой G на фиг. 6 (которая сама предназначена для использования картриджа, показанного на фиг. 5), а также пригоден для использования со всеми другими машинами или заварочными блоками, показанными и описанными в предыдущей итальянской заявке на патент ТО2012А000061 от имени Заявителя.
Конечно, не нарушая принципа изобретения, варианты осуществления и подробности построения могут сильно отличаться от тех, что были описаны и проиллюстрированы только посредством неограничивающего примера, тем самым, не выходя за пределы объема изобретения, заданного прилагаемой формулой изобретения.
Таким образом, например, кольцевое образование 3g корпуса 2 картриджа 1 может быть выполнено из одной детали с этим корпусом, либо может быть выполнено отдельно от этого корпуса и, затем, присоединено к нему, например, посредством сварки.
Нижний участок 5, 3g корпуса 2 также может быть изготовлен и сформирован посредством термоформования.