КАПСУЛА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ ИНФУЗИОННЫМ СПОСОБОМ И ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРИМЫХ НАПИТКОВ, СНАБЖЕННАЯ ПРОТИВОКАПЕЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ
CAPSULE FOR PREPARATION OF BEVERAGES BY INFUSION METHOD AND FOR PREPARATION OF SOLUBLE BEVERAGES, EQUIPPED WITH ANTI-DROP SYSTEM

[0001] Задачей настоящего изобретения является капсула приготовления напитков инфузионным способом или для приготовления растворимых напитков.
[0002] В частности, задачей настоящего изобретения является капсула для упаковывания концентрированных продуктов (например, в форме порошка, гранул, листьев) в заранее выбранных дозах или дозах однократного применения в целях приготовления без предварительной подготовки напитков (таких как чай, кофе, травяные чаи, молоко, горячий шоколад и т.д.) путем ввода в ту же самую капсулу жидкости (как правило, горячей воды), находящейся под действием избыточного давления.
[0003] Такие известные капсулы содержат заранее упакованную дозу однократного применения того вещества, которое подлежит приготовлению инфузионным способом, причем эта доза помещена в пластмассовый контейнер (называемый чашкой), закрытый крышкой.
[0004] Существуют различные типы автоматических и полуавтоматических машин для приготовления напитков инфузионным способом. Принцип работы, который является общим для одной конкретной категории таких машин, заключается в пробивании в крышке капсулы отверстий небольшого диаметра с последующим впрыском внутрь чашки жидкости, находящейся под действием избыточного давления. Результатом последующего прохождения потока горячей воды, поступающего из инфузионной помпы той же самой машины, через содержащееся в чашке вещество, используемое для приготовления напитка инфузионным способом, становится приготовление напитка инфузионным способом.
[0005] На завершающем этапе цикла дозирования в приготовительной машине, в частности, при удалении капсулы из инфузионной камеры, часть жидкости, оставшейся в чашке, может просачиваться с последующим образованием капельного подтекания из машины, которое может причинять неудобства и затруднять использование машины.
[0006] Задачей настоящего изобретения является предоставление капсулы для приготовления напитков инфузионным способом или приготовления растворимых напитков, которая решала бы проблемы известного уровня техники с учетом потребностей этого сектора.
[0007] В частности, задачей настоящего изобретения является предоставление капсулы для приготовления растворимых напитков и приготовления напитков инфузионным способом, снабженной противокапельной системой, которая на основании принципа капиллярного натяжения препятствует вытеканию остающейся внутри чашки жидкости при выводе капсулы из инфузионной помпы приготовительной машины.
[0008] Такая задача достигается капсулой для приготовления напитков инфузионным способом или приготовления растворимых напитков по п.1. В зависимых пунктах изобретения описываются предпочтительные варианты осуществления изобретения.
[0009] Признаки и преимущества капсулы для приготовления напитков инфузионным способом или приготовления растворимых напитков в соответствии с настоящим изобретением станут очевидными из описания ниже, предоставляемого в виде неограничивающего примера в соответствии с сопровождающими описание фигурами, на которых:
- фигура 1 иллюстрирует вид в разрезе капсулы для приготовления напитков инфузионным способом или приготовления растворимых напитков в соответствии с настоящим изобретением;
- фигура 2а иллюстрирует вид в разрезе капиллярного канала в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения;
- фигура 2б иллюстрирует вид капиллярного канала в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения;
- фигура 3а иллюстрирует вид сверху внутреннего дна капсулы в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;
- фигура 3б иллюстрирует вид в разрезе в перспективе варианта, изображенного на фигуре 3а;
- фигура 4а иллюстрирует вид сверху внутреннего дна капсулы согласно второму варианту осуществления изобретения;
- фигура 4б иллюстрирует вид в разрезе в перспективе варианта, изображенного на фигуре 4а;
- фигура 5а иллюстрирует вид сверху внутреннего дна капсулы в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения;
- фигура 5б иллюстрирует вид в разрезе в перспективе варианта, изображенного на фигуре 5а;
- фигура 6а иллюстрирует вид сверху внутреннего дна капсулы в соответствии с четвертым вариантом осуществления изобретения;
- фигура 6б иллюстрирует вид в разрезе в перспективе варианта, изображенного на фигуре 6а;
- фигура 7а иллюстрирует вид сверху внутреннего дна капсулы в соответствии с пятым вариантом осуществления изобретения;
- фигура 7б иллюстрирует вид в разрезе в перспективе варианта, изображенного на фигуре 7а;
- фигура 8а иллюстрирует вид сверху внутреннего дна капсулы в соответствии с шестым вариантом осуществления изобретения;
- фигура 8б иллюстрирует вид в разрезе в перспективе варианта, изображенного на фигуре 8а;
[0010] Со ссылкой на сопровождающие описание фигуры капсула для приготовления напитков инфузионным способом или приготовления растворимых напитков обозначена ссылочным номером 1.
[0011] Капсула 1 содержит корпус или чашку 2, подходящую для определения внутреннего объема V, предназначенного для по меньшей мере одного вещества 11, подлежащего приготовлению инфузионным способом или растворения и, как правило, имеющего форму порошка или гранул.
[0012] Чашка 2 изготавливается из пластмассового материала в предпочтительном варианте осуществления изобретения методом литья под давлением или двухкомпонентного литья под давлением, либо методом горячего формования.
[0013] Чашка 2 с одной стороны снабжена дном 3, а с противоположной стороны - входным отверстием 21, определяемым кромкой 4, выступающей наружу.
[0014] Капсула 1 содержит крышку 6, которая крепится неподвижно путем приклеивания или сварки к верхней кромке 4 и выполнена с возможностью герметизации верхней части чашки 2.
[0015] С внешней стороны на дне 3 чашки 2 имеется выходное отверстие 31, определяемое соплом 32, выполненным с возможностью прохождения через него обратного потока напитка, приготавливаемого инфузионным способом.
[0016] С внутренней стороны на дне 3 чашки 2 имеется внутреннее основание 33, снабженное множеством выпуклостей 310, 320, 360, выступающих вертикально относительно того же самого основания 33. Выпуклости выступают в направлении внутренней поверхности чашки 2 по направлению к крышке 6. В предпочтительном варианте осуществления изобретения верхняя поверхность выпуклостей 310, 320, 360 является в основном плоской и не имеет насечек, проколов или разрывов.
[0017] Как это показано на фигурах 3 и 8, основание 33 содержит центральную часть 310, определяемую первой выпуклостью, охватывающей выходной отверстие 31 сопла 32. Центральная часть 310 снабжена по меньшей мере одним соединительным отверстием 311, объединяющим внутреннюю часть чашки 2 и выходное отверстие 31 и обеспечивающим вытекание приготовленного инфузионным способом напитка из капсулы 1. В предпочтительном варианте осуществления изобретения центральная часть 310 содержит множество соединительных отверстий 311.
[0018] Основание 33 содержит лабиринт 30, выполненный с возможностью исключения, за счет капиллярного натяжения, вероятности попадания напитка, приготовляемого инфузионным способом, в сопло 32, когда избыточное давление внутри капсулы 1 падает ниже порогового значения или становится равным атмосферному при извлечении капсулы 1 из инфузионной помпы приготовительной машины. Лабиринт 30 определяется множеством выпуклостей, называемых лабиринтными секциями 320.
[0019] Основание 33 содержит наружную кромку 360, определяемую дополнительной выпуклостью, на которой уплотнительный диск 5 крепится с возможность частичной подвижности, то есть крепится методом приклеивания или сварки с возможностью снятия.
[0020] Таким образом, капсула 1 изнутри снабжена уплотнительным диском 5, располагаемым на основании 33 и выполненным с возможностью герметизации чашки 2 со стороны дна. Следовательно, в капсуле 1 имеется закрытая камера 12, определяемая сверху крышкой 6, а со стороны дна - диском 5, в которой содержится вещество 11, предназначенное для растворения или приготовления напитка инфузионным способом.
[0021] Диск 5 изготавливается из пластмассы, которая может быть многослойной или однослойной, или из алюминия или из композитного материала, в состав которого входят пластмасса и алюминий.
[0022] Диск 5 располагается между внутренним объемом V и основанием 33, под веществом 11 и неподвижно крепится к выпуклостям 310, 320, 360.
[0023] Диск 5 также неподвижно крепится к кромке 360, лабиринту 30 и центральной части 310.
[0024] В предпочтительном варианте осуществления изобретения диск 5 с возможностью смещения крепится по меньшей мере к верхней поверхности выпуклости 360 основания 33, с тем чтобы при увеличении давления внутри капсулы 1 происходило его отделение.
[0025] При использовании внутри машины, предназначенной для приготовления напитков инфузионным способом, которая прокалывает отверстия в крышке 6 и осуществляет впрыск находящейся под действием избыточного давления жидкости в чашку 2, наблюдается рост оказываемого жидкостью давления до достижения давления открывания (значение которого, например, может находиться в диапазоне от 4-х до 8-и бар), при котором воздействие на диск 5 становится таковым, что происходит открытие капсулы 1. В частности, по причине роста давления внутри капсулы 1 происходит деформация диска 5 с последующим его отделением от кромки 360 основания 33. Такого рода отделение приводит к нарушению достигнуто ранее с помощью уплотнительного диска 5 герметизирующего эффекта.
[0026] В предпочтительном варианте осуществления изобретения между кромкой 360 и лабиринтом 30 имеется определенная у основания 33 накопительная выемка 330, выполненная с возможностью сбора приготовленного инфузионным способом напитка и направления обратного потока этого напитка по направлению к лабиринту 30.
[0027] В предпочтительном варианте осуществления изобретения между лабиринтом 30 и центральной частью 310 имеется определенная у основания 33 перепускная выемка 340, выполненная с возможностью сбора приготовленного инфузионным способом напитка и перепуска этого напитка через отверстия 311 в направлении сопла 32 за пределы капсулы 1.
[0028] В предпочтительном варианте осуществления изобретения капсула 1 у основания 33 снабжена опорами 90, выполненными с возможностью отклонения при деформации диска 5 без образования разрывов или повреждений и удержания поднимающегося вверх диска таким образом, чтобы он не оказался плотно прижатым к накопительной выемке 330. В предпочтительном варианте осуществления изобретения опоры 90 располагаются внутри накопительной выемки 330 между лабиринтом 30 и кромкой 360.
[0029] В предпочтительном варианте осуществления изобретения основание 33 также содержит внутри накопительной выемки 330 множество опор 350, определяемых дополнительными выпуклостями, располагаемыми между лабиринтом 30 и кромкой 360. Опоры 350, которые в основном выполнены в форме кольцеобразной дуги, определяют множество углублений 351 или полостей. В частности, границы углубления 351 образует пара смежных опор 350. В предпочтительном варианте осуществления изобретения углубление 351 определяет преимущественное пространство для деформации диска 5.
[0030] Как уже было упомянуто выше, в известных капсулах проблема каплеобразного вытекания остатков жидкости из чашки на завершающем этапе цикла дозирования, в частности, при удалении капсулы из инфузионной помпы, была решена.
[0031] В предпочтительном варианте осуществления изобретения капсула 1 в соответствии с настоящим изобретением снабжена противокапельной системой, которая на основании принципа капиллярного притяжения препятствует вытеканию остающейся внутри чашки 2 жидкости.
[0032] Основание 33 содержит, по сути, лабиринт 30.
[0033]Лабиринт 30 содержит множество лабиринтных секций 320, определяющих множество капиллярных каналов 321.
[0034] Каждая лабиринтная секция 320 проходит в радиальном направлении относительно основания 33 между накопительной выемкой 330 и перепускной выемкой 340.
[0035] Каждый капиллярный канал 321 соединяет накопительную выемку 330 с перепускной выемкой 340 и определяет путь прохождения обратного потока приготовленного инфузионным способом напитка в направлении выходного отверстия 31.
[0036] Капиллярный канал 321 располагается между двумя смежными лабиринтными секциями 30 и закрывается сверху диском 5, как это показано на фигурах 2a и 2б.
[0037] Капиллярный канал 321 образован пространством между входом 326 и выходом 327.
[0038] Поток из выхода 327 капиллярного канала 321 попадает в перепускную выемку 340.
[0039] В целях оптимизации капиллярного эффекта, обеспечиваемого лабиринтом 30, и создания особенно эффективной противокапельной системы были предприняты определенные меры.
2
2
2
2
2
[0040] В частности, площадь поперечного сечения капиллярного канала 321 составляет от 0,01 ммдо 0,3 мм, а в предпочтительном варианте осуществления изобретения - от 0,08 мм до 0,15 мм, а в еще более предпочтительном варианте - 0,1 мм. Такая площадь поперечного сечения с одной стороны позволяет сделать так, чтобы обратный поток напитка, приготовленного инфузионным способом, находился под действием избыточного давления (от 4-х до 8-и бар), а с другой стороны гарантирует эффективное удержание остатков жидкости внутри чашки 2 при падении давления ниже порогового значения.
[0041] В другом варианте осуществления изобретения согласно фигуре 2а площадь поперечного сечения капиллярного канала 321 имеет форму многоугольника, в предпочтительном варианте осуществления изобретения - форму квадрата или прямоугольника.
[0042] В варианте осуществления изобретения согласно фигуре 2б площадь поперечного сечения капиллярного канала 321 по меньшей мере частично имеет криволинейную форму.
[0043] Чтобы определить площадь поперечного сечения капиллярного канала 321 с учетом основания b и высоты h: в предпочтительном варианте осуществления изобретения длина основания b составляет от 0,1 мм до 0,5 мм, а в еще более предпочтительном варианте осуществления изобретения длина основания b равняется 0,3 мм; в предпочтительном варианте осуществления изобретения высота h составляет от 0,1 мм до 0,6 мм, а в еще более предпочтительном варианте осуществления изобретения высота h составляет от 0,3 мм до 0,4 мм.
[0044] Длина капиллярного канала 321, обозначенная LC, измеряется как длина пути от входа 326 до выхода 327, а радиальная длина лабиринта 30, обозначенная LL, измеряется как радиальное расстояние между входом 326 и выходом 327: длина LC капиллярного канала 321 превышает радиальную длину LL лабиринта 30 (LC>LL).
[0045] В предпочтительном варианте осуществления изобретения отношение длины LC капиллярного канала 321 и радиальной длины LL лабиринта 30 (LC/LL) составляет от 1,5 до 5, в предпочтительном варианте осуществления изобретения - от 2 до 3.
[0046] В предпочтительном варианте осуществления изобретения капиллярный канал 321 имеет извилистую форму.
[0047] Капиллярный канал 321 содержит по меньшей мере один вираж 328 или одно изменение направления.
[0048] В другом варианте осуществления изобретения, представленном на фигурах с 3-й по 6-ю, капиллярный канал 321 содержит множество виражей, изогнутых под углом, в предпочтительном варианте осуществления изобретения виражи расположены под углом 90(друг относительно друга.
[0049] В другом варианте осуществления изобретения, представленном на фигурах 3, 4, 5, 6 и 7, капиллярный канал 321 имеет в основном радиальную форму.
[0050] В других вариантах осуществления изобретения, представленных на фигурах с 3-й по 5-ю, капиллярный канал 321 имеет зигзагообразную форму или форму «квадратной волны».
[0051] В варианте осуществления изобретения, представленном на фигуре 7, капиллярный канал 321 имеет радиальную или кольцевую форму.
[0052] В варианте осуществления изобретения, представленном на фигуре 8, капиллярный канал 321 имеет форму линии ветра.
[0053] Лабиринт 30 содержит несколько капиллярных каналов 321 в количестве от 10 до 40, в предпочтительном варианте осуществления изобретения количество каналов составляет от 20 до 30. Такого рода решение позволяет эффективно использовать все имеющееся пространство между накопительной выемкой 330 и перепускной выемкой 340 для формирования капиллярных каналов 321, которые являются достаточно узкими и протяженными.
[0054] В предпочтительном варианте осуществления изобретения капиллярные каналы 321, как это описано выше применительно к вариантам осуществления изобретения с 3-го по 8-й, имеют очень маленькую площадь поперечного сечения и длину, которая позволяет удерживать остаточную жидкость за счет капиллярного натяжения, благодаря чему становится возможным значительно уменьшить или даже исключить вероятность капельного вытекания жидкости при падении давления внутри капсулы ниже порогового значения или при полном отсутствии избыточного давления.
[0055] В предпочтительном варианте осуществления изобретения, как это показано на фигурах 4 и 5, все капиллярные каналы 321 впадают в перепускную выемку 340, имеющуюся в бортике 9. То есть выход 327 каждого капиллярного канала 321 обращен к бортику 9. Другими словами, ни один из выходов 327 капиллярных каналов 321 непосредственно не попадает в соединительное отверстие 311.
[0056] Бортик 9 представляет собой выпуклость, выполненную в перепускной выемке 340.
[0057] Бортик 9 представляет собой выпуклость, расположенную по всей длине окружности между лабиринтом 30 и соединительным отверстием 311.
[0058] Реализация такого решения позволяет удерживать поток приготовленного инфузионным способом напитка от непосредственно перетекания по каналам в соединительное отверстие 311 по направлению к соплу 32, и тем самым снижая степень завихренности потока жидкости, вытекающего из капсулы 1, и исключая вероятность образования брызг.
[0059] Капсула 1 может иметь различные варианты исполнения, например, для напитков, приготовляемых инфузионным способом (например, кофе или чай), или для растворимых напитков.
[0060] В предпочтительном варианте осуществления изобретения кофейная капсула 1 содержит фильтр, располагаемый под веществом 11 и непосредственно над диском 5.
[0061] В предпочтительном варианте осуществления изобретения кофейная капсула 1 дополнительно содержит проницаемую пленку или пленку с микроперфорацией, расположенную на определенном расстоянии над веществом 11.
[0062] Капсула 1 в различных вариантах осуществления изобретения может использоваться для приготовления без предварительной подготовки напитков (таких как чай, кофе, травяные чаи, молоко, горячий шоколад и т.д.) в автоматических или полуавтоматических машинах, оборудованных блоком дозирования, выполненным с возможностью инфузии посредством прохождения горячей воды, находящейся под действием избыточного давления, через капсулу 1.
[0063] Капсула в соответствии с настоящим изобретением может использоваться для упаковывания концентрированных продуктов (в форме порошка, гранул или листьев) в заранее выбранных дозах или дозах однократного применения в целях приготовления без предварительной подготовки напитков, таких как листовой или растворимый чай, натуральный молотый кофе или растворимый кофе, травяные чаи, молоко, горячий шоколад или другие обезвоженные и растворимые продукты.
[0064] Инновационным решением является тот факт, что капсула для приготовления напитков инфузионным способом или приготовления растворимых напитков в соответствии с настоящим изобретением снабжена лабиринтной секцией 30, которая выступает в качестве противокапельной системы. Лабиринтная секция 30, в которой реализован принцип капиллярного натяжения, предотвращает вытекание остатков жидкости из чашки 2 при извлечении капсулы из инфузионной помпы приготовительной машины.
[0065] В предпочтительном варианте осуществления изобретения капсулы в соответствии с настоящим изобретением все капиллярные каналы 321 впадают в бортик 9 таким образом, чтобы предотвратить попадание потока приготовленного инфузионным способом напитка по каналам напрямую в соединительное отверстие 311 по направлению к соплу 32, тем самым снижая степень завихренности потока жидкости и исключая вероятность образования брызг.
[0066] Очевидно, что специалист в данной области техники может внести изменения в конструкцию капсулы для приготовления напитков инфузионным способом или приготовления растворимых напитков, описание которой дано выше; все эти изменения подпадают под положения о защите, как это определено следующей формулой изобретения.