УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ НАПИТКОВ, ИЗГОТАВЛИВАЕМЫХ ИЗ ПОРОШКА, СОДЕРЖАЩЕГОСЯ В КАПСУЛАХ
DEVICE FOR PREPARING AND DISPENSING DRINKS MADE FROM POWDER CONTAINED IN CAPSULES

Настоящее изобретение относится к устройству для приготовления и выдачи напитков из порошка, содержащегося в капсулах.
В области торговли с помощью автоматов пока еще не известны автоматические машины, способные выдавать напитки, начиная с отдельных или многокомпонентных пакетиков или капсул.
Цель настоящего изобретения состоит в создании устройства, применимого в автоматах для выдачи напитков и способного выдавать напитки, приготовление которых начинается с содержимого капсул, пакетиков или других емкостей «на одну дозу».
В рамках данной цели задачей изобретения является обеспечение устройства, в котором можно использовать капсулы или пакетики различных типов, что касается как их формы, так и размеров.
Еще одна задача изобретения состоит в создании устройства, которое надежно в эксплуатации и экономично.
Данная цель и другие задачи, которые станут яснее из последующего описания, достигаются с помощью устройства для приготовления и выдачи напитков из порошка, содержащегося в капсулах, содержащего, по меньшей мере, один магазин, выполненный с возможностью размещения, по меньшей мере, одной стопки капсул, содержащих порошок для приготовления напитка; подающий механизм, выполненный с возможностью извлечения капсулы из упомянутого магазина и перемещения ее в позицию впрыскивания; инжектор, впрыскивающий воду в упомянутую капсулу, чтобы изготовить напиток, причем упомянутый подающий механизм выполнен с возможностью перемещения упомянутой капсулы в разгрузочную позицию и содержит вращающийся диск, имеющий контактный участок и, по меньшей мере, одно средство временного зацепления с капсулой, причем согласно изобретению магазин состоит из множества цилиндров, причем цилиндры содержат стопку капсул и закрыты снизу основанием, содержащим множество отверстий, соответствующих упомянутым цилиндрам, так что капсулы, находящиеся внутри них, могут опускаться и выходить из отверстий, где их забирает подающий механизм, и магазин содержит средство удерживания капсул, удерживающее капсулы внутри магазина, когда магазин не вставлен в устройство, причем средство удерживания капсул содержит пару соосных профильных пластин, имеющих язычки, выполненные с возможностью взаимодействия с отверстиями упомянутого основания; причем упомянутые профильные пластины выполнены поворачивающимися в противоположных относительно друг друга направлениях, образуя, по меньшей мере, два положения: положение удерживания, в котором упомянутые язычки взаимодействуют с отверстиями основания, препятствуя выходу капсул, и открытое положение, в котором упомянутые язычки освобождают отверстия, обеспечивая опускание капсул, и упомянутые профильные пластины содержат упругие элементы, удерживающие пластины в положении удерживания, и контурные выемки, с которыми зацепляются зубья, имеющиеся на соответствующих вращающихся опорах, после введения магазина в устройство, чтобы автоматически открывать упомянутые профильные пластины; причем упомянутые вращающиеся опоры образованы зубчатыми колесами, приводимыми в движение шестерней; и каждая из упомянутых вращающихся опор удерживает соответствующий магазин и содержит сквозные отверстия, соответствующие цилиндрам магазина, и стержни, асимметрично расположенные на каждой опоре для зацепления с соответствующими отверстиями основания магазина таким образом, что упомянутый магазин устанавливается на опоре только в одном заданном положении; при этом каждое сквозное отверстие содержит направляющий зубец, обеспечивающий падение капсулы в подающий механизм, а упомянутые магазины содержат различные стопки капсул, последовательно располагаемых в цилиндрах за счет вращения упомянутой шестерни, приводящей во вращение вращающуюся опору, на заданный угол; причем вращение шестерни, а следовательно, и вращающейся опоры, запускается посредством системы управления устройством, которая принимает сигнал о том, что стопка закончилась, от светочувствительных датчиков, определяющих наличие или отсутствие капсул в соответствующих цилиндрах в соответствующих позициях извлечения.
Предпочтительно, устройство содержит два магазина, соединенных с возможностью отсоединения с корпусом, обеспечивающим опору для упомянутых подающего механизма и инжектора.
Предпочтительно, вращающийся диск подающего механизма содержит радиальное отверстие, имеющее средство временного зацепления с капсулой, которое образовано вилкой, содержащей гибкие рычаги, удерживающие капсулу под нижним краем капсулы и представляющие собой стержнеобразные элементы, с возможностью поворота прикрепленные к корпусу через пружины, причем упомянутый корпус связан с упомянутым вращающимся диском и выполнен сменным для использования устройства вместе с капсулами, имеющими разные формы и размеры; при этом в нормальном положении соответствующие пружины толкают упомянутые гибкие рычаги к центру радиального отверстия и таким образом верхний край капсулы опирается на них.
Дополнительные признаки и преимущества изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания предпочтительных, но не исключительных вариантов его осуществления, проиллюстрированных не носящим ограничительного характера примером, приведенным в прилагаемых чертежах, на которых:
Фиг.1 - общий вид устройства согласно изобретению.
Фиг.2 - вид в плане устройства, представленного на Фиг.1.
Фиг.3 - вид устройства спереди.
Фиг.4 - вид спереди в разрезе, в увеличенном относительно предыдущих чертежей масштабе, инжекционного узла устройства.
Фиг.5 - вид, аналогичный предыдущему, который иллюстрирует этап заваривания.
Фиг.6 - вид сбоку в разрезе по линии VI-VI на Фиг.3.
Фиг.7 - вид сбоку в разрезе по линии VII-VII на Фиг.3.
Фиг.8 - вид снизу магазина со средством удерживания капсул, находящимся в положении удерживания.
Фиг.9 - вид, аналогичный предыдущему, на котором магазин показан с открытым средством удерживания.
Фиг.10 - местный вид в плане, иллюстрирующий этап извлечения капсулытриджа из магазина.
Фиг.11 - вид, аналогичный предыдущему, на котором показан следующий этап - выпадение капсулы в подающий механизм.
Фиг.12 - вид, аналогичный предыдущему, на котором показан следующий этап - поворот подающего механизма для получения капсулы.
Фиг.13 - вид, аналогичный предыдущему, подающего механизма в положении, в котором капсула находится на этапе впрыскивания.
Фиг.14 - вид, аналогичный предыдущему, подающего механизма в позиции выброса капсулы.
Согласно упомянутым чертежам, устройство по изобретению, в общем случае обозначенное ссылочной позицией 1, содержит два магазина 2 и 3, съемным образом связанные с корпусом 4, обеспечивающим опору для подающего механизма 5 и инжектора 6.
Магазины 2 и 3 могут содержать множество капсул 7, содержащих кофе в порошке или любую другую субстанцию, пригодную для приготовления завариваемого напитка.
Каждый магазин 2, 3 образован множеством цилиндров 8, предпочтительно изготовленных из прозрачного пластика, в которых может содержаться комплект капсул 7, и которые закрыты сверху крышкой 9, а снизу - перфорированным основанием 10.
Основание 10 снабжено отверстиями 11, соответствующими цилиндрам 8, так что капсулы, размещенные в цилиндрах, могут опускаться и выходить из отверстий, попадая в подающий механизм 5, как описано далее.
Каждый магазин 2, 3 снабжен средством удерживания капсул, удерживающим капсулы внутри магазина, когда магазин не вставлен в устройство.
Магазин фактически поставляется уже заполненными капсулами и вставляется в устройство на смену использованному магазину.
Средство удерживания капсул содержит пару соосных профильных пластин 12 и 13, снабженных язычками 14, взаимодействующими с отверстиями 11 основания 10 магазина.
Профильные пластины 12 и 13 могут вращаться в противоположных направлениях, образуя, по меньшей мере, две позиции: позицию удерживания (Фиг.8), в которой язычки 14 взаимодействуют с отверстиями 11, препятствуя выходу капсул 7, и открытую позицию (Фиг.9), в которой язычки 14 открывают отверстия 11, позволяя капсулам 7 опуститься.
Профильные пластины удерживаются в позиции удерживания с помощью упругих элементов, не показанных на чертежах.
Профильные пластины автоматически открываются при вставке магазина 2, 3 в устройство посредством контурных пазов 15, обеспеченных в пластинах, в которые входят зубцы 16, обеспеченные на соответствующих вращающихся опорах 17 магазинов.
Вращающиеся опоры 17 образованы зубчатыми колесами, приводимыми в движение шестерней 18.
Соответствующие магазины 2 и 3 установлены на упомянутых вращающихся опорах 17.
Каждая вращающаяся опора содержит сквозные отверстия 19, соответствующие цилиндрам 8 магазина 2 или 3, и стержни 20, асимметрично расположенные на опоре с целью зацепления с соответствующими отверстиями основания 10 магазина таким образом, чтобы магазин мог быть установлен на опору только в заданном положении.
Каждое сквозное отверстие 19 содержит направляющий зубец 47, обеспечивающий падение капсулы в подающий механизм, как описано далее.
Каждая вращающаяся опора 17 приспособлена для вмещения комплекта капсул 7, содержащихся в цилиндре 8, в соответствующей позиции извлечения, обозначенной ссылочными позициями 21 и 22, в которой капсулу извлекают из подающего механизма.
Имеются две позиции извлечения, по одной для каждого магазина, расположенные асимметрично относительно питателя.
Извлечение и подача капсул происходит вначале в первой позиции 21 извлечения, до тех пор, пока не закончатся капсулы в соответствующем магазине 2, а затем - во второй позиции 22 извлечения 22, чтобы извлечь капсулы из второго магазина 3.
Магазины 2 и 3 обеспечивают последовательно, один за другим, различные комплекты капсул, содержащиеся в цилиндре 8, при помощи вращения шестерни 18, поворачивающей вращающуюся опору 17 на заданный угол.
Вращение шестерни и, следовательно, вращающейся опоры 17 запускают посредством электронной схемы управления устройством, которая принимает сигнал о том, что комплект закончился, от светочувствительных датчиков 23, определяющих наличие или отсутствие капсул в соответствующих цилиндрах 8 в соответствующих позициях извлечения.
Подающий механизм 5 содержит вращающийся диск 24, снабженный радиальным отверстием, которое, в свою очередь, снабжено средством временного зацепления с капсулой 7.
Средство временного зацепления образовано вилкой с гибкими рычагами 25, которые держат капсулу под нижним краем 26.
Гибкие рычаги 25 представляют собой стержнеобразные элементы, шарнирно прикрепленные к корпусу 27, причем между ними и корпусом 27 размещены пружины 28.
Корпус 27 связан с вращающимся диском 24 винтами 29.
Корпус 27 сменный, что позволяет использовать данное устройство вместе с капсулами или пакетиками разных форм и размеров.
В нормальном положении соответствующие пружины 28 толкают гибкие рычаги 25 к центру радиального отверстия, и таким образом верхний край 26 капсулы 7 опирается на рычаги (Фиг.4).
Вращающийся диск 24 перемещает капсулу 7 из позиции извлечения 21 в позицию 30 впрыскивания, представленную на Фиг.13 и соответствующую местоположению инжектора 6.
Инжектор 6 содержит держатель 31 капсулы, приводимый в действие двойным гидравлическим поршнем, который образован силовым поршнем 32, вставленным внутрь цилиндра 33.
Силовой поршень 32 полый и вмещает шток 34. Шток 34 снабжен осевым каналом 35, в который подается жидкость под напором, поступающая из первого канала 36.
Силовой поршень 32 образует кольцевую полость 37 вместе с цилиндром 33. В кольцевую полость 37 подают текучую среду под напором посредством второго канала 38.
Текучая среда под напором, подаваемая первым каналом 36, вызывает перемещение вверх держателя 31 капсулы, который захватывает капсулу 7 и перемещает его в позицию впрыскивания (Фиг.5), в которой он упирается в средство 39 прокалывания, связанное с головкой 40, которая образована металлической пластиной, связанной с корпусом.
В этой позиции жидкость подается из второго канала, фиксируя капсулу с большей силой относительно головки 40.
Двойной гидравлический поршень дает возможность первичного быстрого перемещения капсулы из нижней позиции в позицию впрыскивания и последующей прочной фиксации на этапе впрыскивания.
Средство прокалывания образовано множеством треугольных зубцов 39, которые расположены по окружности на нижней поверхности головки 40, таким образом, чтобы протыкать верхнюю мембрану капсулы 7, прижимаемого к головке держателем 31 капсулы.
Головка 40 содержит инжектор 41, получающий горячую воду для заваривания из нагревателя 42.
Упругий элемент 43 обеспечен около треугольных зубцов 39. Данный упругий элемент образован лопаткой 43, которая отодвигает капсулу 7 от головки 40, когда держатель 31 капсулы опускается, чтобы предотвратить защемление капсулы между треугольными зубцами и возврат в позицию транспортирования между рычагами 25 вилки.
По завершении заваривания вращающийся диск 24 поворачивается по часовой стрелке, чтобы переместить капсулу в позицию выброса, обозначенную ссылочной позицией 44, в которой наклонная плоскость 45, обеспеченная под вращающимся диском, приподнимает капсулу 7, которая выходит из зацепления с вилкой и падает вбок, попадая в сборник, не показанный на чертежах.
В зависимости от типа используемой капсулы 7 размеры и форма рычагов 25 вилки средства временного зацепления, а также размеры держателя 31 капсулы, могут различаться.
Также для некоторых типов капсул обеспечены нижние протыкающие элементы 46 внутри держателя 31 капсулы, чтобы протыкать основание капсулы во время приготовления настоя.
Работа устройства согласно настоящему изобретению осуществляется следующим образом.
В пассивном состоянии устройство содержит комплект капсул 7, находящихся в цилиндре 8 магазина 2 в позиции 21 извлечения, в которой первая капсула комплекта, т.е. самая нижняя, опирается на плоскость вращающегося диска 24.
Когда устройство получает команду на выдачу, вращающийся диск 24 поворачивается до тех пор, пока вилка 25 не оказывается под позицией 21 выдачи, так что капсула 7 падает в вилку.
При падении капсула направляется направляющим зубцом 47, выполняющим роль временной опоры для капсулы - таким образом, что она оказывается расположена слегка под наклоном, частично в сквозном отверстии 19 и в вилке 25.
На этой стадии вращающийся диск 24 выполняет малое вращение в противоположном направлении, т.е. против часовой стрелки, заставляя тем самым капсулу 7 совершенно горизонтально упасть на вилку 25.
Затем вращающийся диск 24 вновь начинает вращаться против часовой стрелки и перемещать капсулу 7 в позицию 30 впрыскивания.
В позиции впрыскивания держатель 31 капсулы захватывает капсулу 7 с помощью двойного гидравлического поршня и фиксирует ее относительно головки 40, при этом протыкающие зубцы 39 одновременно протыкают капсулу.
Как лучше видно на Фиг.5, в позиции впрыскивания гибкие рычаги 25 взаимно перемещаются друг от друга посредством держателя капсулы, при помощи упругой деформации пружин 28.
Когда капсула 7 прочно сцепляется с головкой 40, горячая вода подается через инжектор 41. Горячая вода проходит сквозь капсулу, и полученный таким способом напиток отправляется в выдачный канал, откуда затем выливается в емкость, такую как стакан или чашка, находящуюся в соответствующем гнезде машины, которое не видно на чертеже.
По окончании заваривания двойной гидравлический поршень отводит держатель капсулы, и капсула возвращается в вилку 25 при помощи лопатки 43.
Следующий поворот вращающегося диска 24 по часовой стрелке перемещает капсулу 7 в позицию 44 выброса, в которой наклонная плоскость 45 приподнимает капсулу 7, которая выходит из зацепления с вилкой и падает вбок, попадая в сборник, не показанный на чертежах.
Устройство останавливается в данном положении до новой команды на выдачу.
Когда комплект капсул в цилиндре 8 заканчивается, соответствующий светочувствительный датчик 23 обнаруживает отсутствие капсул и посылает сигнал в систему управления машины.
Система управления запускает вращение шестерни 18, которая поворачивает вращающуюся опору 17 для перемещения нового цилиндра в позицию 21 извлечения.
Когда все цилиндры 8 первого магазины 2 опустошаются, вращение вращающейся опоры 17 второго магазина 3 запускается таким образом, что цилиндр 8 данного второго магазина оказывается расположенным во второй позиции 22 извлечения, таким образом, что подача капсул продолжается из второго магазина.
Когда магазины опустошаются, их заменяют новыми, которые уже заполнены капсулами.
При работе с полными магазинами удерживающее средство, образованное парой профильных пластин 12 и 13, препятствует выходу капсул из цилиндра 8.
Когда магазины расположены на соответствующих вращающихся опорах, удерживающее средство автоматически открывается, как описано выше.
Кроме того, подающий механизм позволяет загружать капсулы различных типов, т.е. обеспечивать пользователя различными типами напитков, так как в ответ на каждый запрос магазины могут быть повернуты таким образом, чтобы установить в позицию извлечения комплект капсул с выбранным типом напитка.
Устройство согласно изобретению особенно полезно для приготовления и выдачи кофе эспрессо.
Капсулы или пакетики 7 могут содержать любой другой порошок для приготовления различных типов напитков при помощи воды под напором.
Устройство согласно изобретению, благодаря своей компактности, может быть вставлено в машину для выдачи любых горячих растворимых напитков.
На практике было обнаружено, что изобретение решает поставленную задачу, обеспечено устройство, способное автоматически, быстро и с высокой производительностью выдавать напитки, приготавливаемые с помощью заранее расфасованных капсул или пакетиков.
Особым преимуществом изобретения является тот факт, что устройство позволяет выдавать до 12 порций различных продуктов, по одному типу для каждого цилиндра двух магазинов.
Важными преимуществом изобретения является очень высокая надежность в эксплуатации.
Настоящее изобретение также превосходно решает проблему использования различных типов капсул, что касается как формы, так и размеров; фактически достаточно заменить держатель капсулы и вилку.
Данная заявка является приоритетной в отношении итальянской патентной заявки № MI2007A000571, поданной 22 марта 2007 года, предмет которой включен сюда в виде ссылок.