УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ С ПОМОЩЬЮ КОНТЕЙНЕРА И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННОГО УСТРОЙСТВА
DEVICE TO MAKE DRINKS USING CONTAINER AND METHOD TO PREPARE DRINKS USING THIS DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству для приготовления напитков из ингредиентов, загружаемых в контейнер. Более конкретно, изобретение относится к приготовлению горячих или холодных напитков из одного или нескольких ингредиентов, загружаемых в контейнеры.
Уровень техники
Существует множество типов устройств для приготовления напитков из ингредиентов, загружаемых в контейнеры. Предпочтительно, чтобы контейнер мог быть вставлен в устройство беспрепятственно с помощью прямолинейного движения и легко вынут после использования.
Патентная заявка WO 2006/082064 раскрывает устройство со съемным держателем контейнера, содержащим средство подачи жидкости. Точка ввода жидкости через поверхность контейнера может быть смещена от его середины, что позволяет оптимизировать поток жидкости в контейнере и способствовать, к примеру, растворению или измельчению определенных ингредиентов. Однако недостаток данного устройства связан с эффектом «гейзера» или «китового фонтана», возникающим при отсоединении средства подачи жидкости держателя контейнера от блока подачи жидкости. При этом эффекте струя жидкости под давлением выходит из контейнера через средство подачи жидкости, особенно если в контейнере над его содержимым имеется обширное пространство. Эта струя возникает в основном из-за внезапного выброса из контейнера газов под давлением, которые сжались в контейнере при подаче в него воды под давлением. Если первоначальный объем газов в контейнере велик, то при внезапном выбросе из контейнера газов под давлением возникает струя кипящей жидкости (эффект «гейзера»), выходящая через отверстие контейнера. Кроме того, возникновению эффекта «гейзера» способствует также очень малый диаметр средства подачи жидкости при его отсоединении от блока подачи жидкости.
Другой недостаток относится к способу вставки и закрытия держателя контейнера; данный способ не является интуитивно-понятным и включает в себя несколько комбинированных движений, в частности, поступательное движение для вставки держателя и движение вниз с оказанием давления на держатель для взаимного сближения блока подачи жидкости и держателя. Предпочтительно, чтобы способ закрытия держателя контейнера был интуитивно понятен и легок, при этом держатель надежно закрывался, учитывая большие давления в контейнере.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения - устранить вышеуказанные недостатки.
Первым общим принципом изобретения является ограничение или исключение выхода на поверхность контейнера жидкости или смеси газа и жидкости, по меньшей мере, через одну точку контейнера из-за повышенного давления, возникающего при вводе жидкости под давлением в контейнер; это достигается за счет наклона верхней поверхности контейнера, через которую подается жидкость, к горизонтальной плоскости, и существенного поднятия точки подачи жидкости, причем данная позиция удерживается до отвода средств подачи жидкости от контейнера.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к системе для приготовления напитка с использованием контейнера, включающей в себя устройство, которое включает в себя следующие компоненты: блок подачи жидкости к контейнеру; держатель контейнера для вмещения и поддержания контейнера; средства подачи жидкости, которые могут перемещаться относительно держателя контейнера для подачи жидкости в контейнер; и контейнер, включающий в себя верхнюю поверхность, через которую в него подается жидкость; данный контейнер может быть вставлен в держатель контейнера.
При подаче жидкости в контейнер держатель контейнера расположен в блоке подачи жидкости, при этом верхняя поверхность контейнера находится по существу в плоскости, наклоненной под углом до 45 градусов к горизонтальной плоскости, и средства подачи жидкости прилегают к верхней поверхности контейнера, создавая в ней отверстие для подачи жидкости, которое смещено от наивысшей стороны верхней поверхности.
Таким образом, задача изобретения - уменьшить риск выхода жидкости или смеси газа и жидкости под давлением на поверхность контейнера, предпочтительно путем удержания газа в контейнере около места подачи жидкости и, более предпочтительно - над уровнем жидкости, которая может оставаться в контейнере, до отвода средств подачи жидкости от контейнера. Таким образом, при отводе средств подачи жидкости от контейнера через отверстие подачи жидкости в контейнере сбрасывается давление, в основном - за счет выхода газа, что уменьшает риск разбрызгивания жидкости за пределами контейнера, пока давление газа в контейнере не уменьшится до безопасного уровня. Следует отметить, что если бы верхняя поверхность контейнера была горизонтальной, то уровень жидкости в нем мог бы легко достичь отверстия для подачи жидкости. С другой стороны, при чрезмерном наклоне контейнера из него было бы невозможно подавать жидкость непосредственно в чашку.
Верхняя поверхность контейнера может быть по существу плоской, слегка выпуклой или вогнутой.
Предпочтительно, чтобы устройство включало в себя плиту для подачи жидкости, соединенную со средствами перемещения для подвода и отвода средств подачи жидкости от верхней поверхности контейнера при удержании контейнера в наклонной позиции. Таким образом, при отводе средств подачи жидкости от контейнера он не сразу восстанавливает горизонтальную позицию, и его верхняя поверхность остается в наклонной позиции. Благодаря относительно малой продолжительности сброса давления (около 1-3 секунд) риск разбрызгивания жидкости под давлением значительно снижается.
Кроме того, при использовании средств для подачи жидкости газ может быть удален из контейнера непосредственно через отверстия для подачи жидкости.
Предпочтительно, чтобы средства для подачи жидкости образовывали на поверхности контейнера отверстие в квадранте, расположенном выше всего относительно поверхности. Под квадрантом подразумевается любая область верхней поверхности, ограниченная двумя перпендикулярными прямыми линиями, общее начало которых является центром контейнера.
В соответствии с одним аспектом изобретения верхняя поверхность контейнера наклонена к горизонтальной плоскости под углом от 2 до 25 градусов, предпочтительно - от 5 до 20 градусов.
В соответствии с одним возможным аспектом изобретения держатель контейнера может быть отсоединен от устройства, которое содержит средства стыковки держателя с контейнером; средства стыковки, расположенные на держателе и устройстве, конгруэнтны друг другу и позволяют вставить отсоединенный держатель контейнера в блок подачи жидкости.
Отверстие, создаваемое средствами подачи жидкости, может иметь размеры, достаточные для быстрого (быстрого расхода потока) удаления газов из контейнера с относительно низкой скоростью. Предпочтительно, чтобы средства подачи жидкости были выполнены в виде одиночной иглы. Предпочтительно, чтобы игла образовывала в верхней поверхности контейнера отверстие диаметром, по меньшей мере, 1 мм, более предпочтительно - примерно от 1,5 мм до 2, 5 мм. Такие размеры достаточны для уменьшения скорости выхода газа при увеличении расхода его потока. Таким образом, продолжительность сброса давления из контейнера и мощность выхода из него газа уменьшаются, а значит, уменьшается и риск разбрызгивания жидкости за пределами контейнера.
Предпочтительно, чтобы канал для подачи жидкости в контейнер проходил через иглу. Выходное отверстие канала может быть соосно каналу или быть слегка наклонено к нему для направления струи жидкости ко дну контейнера, при этом место подачи жидкости должно быть смещено от центра контейнера. В таком устройстве легче обеспечить уплотнение вокруг средств подачи жидкости, а более конкретно - вокруг канала. Однако канал для подачи жидкости под давления и игла могут быть расположены отдельно, при этом средства уплотнения могут окружать как иглу, так и отверстие для подачи жидкости в контейнер. Если канал проходит через иглу, игла должна быть короткой во избежание перемещения жидкости вверх по игле. Предпочтительно, чтобы длина иглы была примерно от 2 до 10 мм, более предпочтительно - от 4 до 7 мм.
В соответствии с еще одним признаком изобретения плита для подачи жидкости содержит выпуклый участок для проталкивания верхней поверхности контейнера внутрь контейнера, а значит, уменьшения его внутреннего объема. Благодаря прилеганию выпуклого участка плиты к верхней поверхности контейнера его объем уменьшается, а значит, уменьшается и объем находящегося в нем газа, который затем может сжиматься при увеличении давления в контейнере; при открытии устройства и отводе подвижной плиты от контейнера его компенсационный объем восстанавливается, что, по меньшей мере, частично уменьшает давление газа в контейнере. Выпуклый участок подвижной плиты может быть выполнен, к примеру, в виде гнутого профиля. Предпочтительно, чтобы верхняя поверхность контейнера была выполнена в виде упругой мембраны, которая может быть легко деформирована выпуклым участком подвижной плиты,
Могут быть предусмотрены средства уплотнения, которые соединены со средствами подачи жидкости, по меньшей мере, для локального непосредственного уплотнения промежутка между средствами подачи жидкости и верхней поверхностью контейнера.
Из-за герметического уплотнения давление газа в неиспользованном контейнере может быть повышено, что делает его поверхность выпуклой. Давление газа может возникать из-за обезгаживания ингредиентов после уплотнения контейнера (к примеру, из-за заполнения контейнера диоксидом углерода), а также за счет инертных газов, введенных в контейнер при изготовлении. И напротив, верхняя поверхность контейнера может быть вогнутой за счет частичного вакуума, созданного в контейнере при его заполнении и закрытии. Верхняя поверхность контейнера может быть выпуклой или вогнутой и по другим причинам. К примеру, она может быть выпуклой из-за деформации контейнера, вмещающего большое количество ингредиентов.
Средства стыковки держателя контейнера и блока подачи жидкости выполнены в виде ребер, конгруэнтных направляющим пазам. Кроме простоты и удобства в использовании, другим преимуществом настоящего изобретения является возможность снятия держателя контейнера из блока подачи жидкости при сохранении наклонной позиции держателя, в результате чего жидкость достаточно обезгаживается без эффекта «гейзера».
Предпочтительно, чтобы ребра и/или направляющие пазы были направлены по прямой, при этом они могут быть непрерывными или образовывать отдельные участки.
В соответствии с первым вариантом выполнения средства стыковки, которые расположены на блоке подачи жидкости, лежат в плоскости, наклоненной к горизонтальной плоскости, поэтому при вставке и снятии держателя контейнера из питающего блока держатель перемещается в данной наклонной плоскости и верхняя поверхность контейнера наклонена к горизонтальной плоскости. Конгруэнтные средства стыковки образуют ребра/пазы, толщина которых может быть по существу постоянной, то есть нижняя и верхняя направляющие поверхности на каждой стороне держателя контейнера по существу параллельны друг другу.
В соответствии со вторым вариантом выполнения конгруэнтные средства стыковки имеют форму клиньев, что может дать несколько преимуществ. Первым преимуществом является возможность вставки держателя контейнера вдоль по существу горизонтальной плоскости, при этом верхняя поверхность контейнера будет удерживаться в вышеупомянутой наклонной плоскости. Вторым преимуществом является возможность использования, по меньшей мере, части давления жидкости в контейнере для фиксации вставленного держателя контейнера. Таким образом, силы механической фиксации, сообщаемые держателю контейнера компонентами механического закрытия устройства, могут быть слабее. Другим преимуществом является постепенное уменьшение расстояния между средствами подачи жидкости и контейнером, что уменьшает риск разрыва контейнера и упрощает вставку держателя контейнера в устройство.
К примеру, клиновидные средства стыковки, расположенные на держателе контейнера, выполнены в виде направляющих пазов или ребер, нижняя и верхняя поверхности которых наклонены друг к другу на каждой стороне держателя, в результате чего толщина пазов или ребер неодинакова. Средства стыковки, расположенные на блоке подачи жидкости, выполнены в виде направляющих пазов или ребер, которые по существу конгруэнтны средствам стыковки, расположенным на держателе контейнера. Предпочтительно, чтобы нижняя и верхняя поверхности средств стыковки сходились в направлении вставки держателя.
В соответствии с одним вариантом выполнения средства подачи жидкости включают в себя одиночную иглу, расположенную на плите, которая может прилегать к контейнеру.
В соответствии с одним аспектом изобретения игла может быть соединена с локальными средствами уплотнения. Под «локальными средствами» подразумеваются средства, которые расположены вокруг иглы, прилегая к верхней поверхности контейнера, что предотвращает выход жидкости на данную поверхность. Средства уплотнения могут быть удалены от точки ввода жидкости в большей или меньшей степени. Предпочтительно, чтобы локальные средства уплотнения были упругими для компенсации разницы расстояний между плитой и поверхностью контейнера и/или любых зазоров, возникающих из-за давления жидкости на поверхность контейнера. Средства уплотнения могут быть выполнены, к примеру, из эластомера или силикона и иметь форму кольца или покрытия, окружающей основание иглы. Диаметр кольца или покрытия может быть равен от 2 мм до диаметра верхней поверхности контейнера.
Средства уплотнения могут быть также расположены на подвижной плите для прилегания по существу ко всей верхней поверхности контейнера. В данном случае средства уплотнения выполнены в виде покрытия из эластомера или силикона, которое покрывает поверхность плиты и может прилегать к верхней поверхности контейнера.
В соответствии с одним признаком настоящего изобретения устройство снабжено средствами фиксации держателя контейнера в блоке подачи жидкости. Данные средства включают в себя поверхность, которая зажимает контейнер и/или держатель контейнера, при этом верхняя поверхность контейнера фиксируется и уплотняется разными средствами. Средства фиксации включают в себя также приводные средства, которые могут быть отрегулированы для устойчивой фиксации контейнера путем прижатия подвижной плиты, по меньшей мере, к одной недеформируемой опорной поверхности контейнера, предпочтительно - кромки контейнера, расположенной на фиксирующих краях держателя контейнера. Приводные средства включают в себя, к примеру, коленчатый рычаг, зубчатую передачу или упорные средства, которые могут быть перемещены вручную.
Настоящее изобретение относится также к самому устройству без контейнера. Данное устройство включает в себя следующие компоненты: держатель контейнера, содержащий отверстие для вмещения контейнера; блок подачи жидкости, включающий в себя неподвижное основание и плиту для подачи жидкости, способную перемещаться относительно основания и прилегать к держателю контейнера, на котором расположены средства для подачи жидкости в контейнер после прилегания плиты к держателю контейнера. Держатель контейнера, установленный в блоке подачи жидкости в позиции подачи жидкости, расположен в плоскости, которая наклонена под углом до 45 градусов к горизонтальной плоскости. Подвижная плита может быть приведена в соприкосновение с держателем контейнера, при этом средства подачи жидкости смещены относительно центральной оси подвижной плиты и входят по существу в самую высокую часть контейнера, в то время как держатель контейнера, расположенный в блоке подачи жидкости, удерживается в наклонной позиции.
Настоящее изобретение относится также к самому держателю контейнера.
Таким образом, держатель контейнера может быть вставлен в блок подачи жидкости для приготовления напитка, по меньшей мере, из одного ингредиента, загружаемого в контейнер. Держатель контейнера включает в себя следующие элементы: отверстие для вмещения контейнера; задний конец и средства установки в блоке подачи жидкости, выполненные, по меньшей мере, в виде одного участка ребер и/или направляющих пазов. Предпочтительно, чтобы данный участок ребер и/или направляющих пазов имел неодинаковую толщину, образуя, таким образом, прямолинейные клиновидные средства стыковки.
Предпочтительно, чтобы участок ребра или паза содержал пару нижних поверхностей, которые наклонены к соответствующим верхним поверхностям в направлении заднего конца держателя контейнера.
Предпочтительно, чтобы средства стыковки были образованы двумя участками ребер и/или пазов, расположенными по обе стороны отверстия.
Как уже говорилось, такие средства стыковки выполняют функцию механической фиксации держателя контейнера в блоке подачи жидкости за счет комбинации размеров средств стыковки и давления жидкости в контейнере. Другой функцией этих средств является удержание вставленного держателя контейнера в наклонной позиции, благодаря чему на уровне точки ввода жидкости удерживается большое количество воздуха, при этом уменьшается риск выхода на поверхность контейнера жидкости под давлением при отводе средств подачи жидкости от контейнера.
Предпочтительно, чтобы ребра или пазы средств стыковки содержали пару нижних поверхностей, которые наклонены к соответствующим верхним поверхностям в направлении заднего конца держателя контейнера. Нижние и верхние поверхности средств стыковки служат направляющими при вставке держателя контейнера в блок подачи жидкости и, что предпочтительно, - направлены по прямой.
Предпочтительно, чтобы верхняя и нижняя поверхности средств стыковки были наклонены друг к другу под углом около 5-20 градусов.
Предпочтительно, чтобы держатель контейнера также содержал ручку, которая расположена на стороне, противоположной заднему концу держателя, облегчая обращение с ним.
В качестве альтернативы средства подачи жидкости могут являться частью держателя контейнера.
Настоящее описание распространяется и на другие возможное признаки устройства, соответствующего настоящему изобретению.
Настоящее изобретение относится также к способу уменьшения выхода на поверхность контейнера жидкости или смеси газ-жидкость, по меньшей мере, через одно отверстие; это происходит в результате повышения давления в контейнере при подаче в него жидкости для приготовления напитка; данный способ включает в себя следующие операции: прокол верхней поверхности контейнера после подвода средств подачи жидкости к контейнеру, подача жидкости в контейнер, слегка наклоненный к горизонтальной плоскости за счет расположения точки ввода жидкости выше центра данной поверхности.
В соответствии со способом по настоящему изобретению предпочтительно, чтобы при отводе средств подачи жидкости от контейнера он оставался так же наклоненным к горизонтальной плоскости. Предпочтительно, чтобы верхняя поверхность контейнера была наклонена к горизонтальной плоскости под углом от 5 до 20 градусов.
Контейнер может быть выполнен в виде корпуса из жесткого или полужесткого материала, который уплотнен упругой воздухонепроницаемой мембраной. Контейнер может также представлять собой пакетик из материала, пропускающего воздух, к примеру, фильтровального картона, или комбинацию гибкого контейнера и упругого пакетика.
Краткое описание чертежей
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего описания некоторых возможных вариантов его выполнения, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:
фигура 1 - упрощенный общий вид системы для приготовления жидкостей, соответствующей настоящему изобретению;
фигура 2 - вид в перспективе устройства, соответствующего первому варианту его выполнения, более конкретно - блока подачи жидкости, расположенного в открытой позиции, и держателя контейнера, отсоединенного от данного блока;
фигура 3 - вид в перспективе устройства по фигуре 2, со вставленным в него держателем контейнера и открытым блоком подачи жидкости;
фигура 4 - вид в перспективе устройства по фигурам 2 и 3, с закрытым блоком подачи жидкости, то есть блоком, расположенным в позиции подачи жидкости;
фигура 5 - боковой разрез плоскостью Р устройства по фигуре 4, в открытой позиции;
фигура 6 - другой боковой разрез устройства плоскостью Р, в позиции подачи жидкости;
фигура 7 - схематичный вид верхней поверхности контейнера, через которую в него подается жидкость;
фигура 8 - вид в перспективе устройства, соответствующего второму варианту его выполнения, более конкретно - блока подачи жидкости, расположенного в открытой позиции, и отсоединенного от него держателя контейнера;
фигура 9 - вид в перспективе устройства по фигуре 8 со вставленным в него держателем контейнера, перед соприкосновением средств подачи жидкости с держателем контейнера; и
фигура 10 - разрез устройства по фигуре 8 вдоль продольной серединной оси, в закрытой позиции блока подачи жидкости.
Осуществление изобретения
На фигуре 1 изображена система для приготовления жидкостей из ингредиентов, загружаемых в соответствующие контейнеры; данная система включает в себя устройство 1 и контейнер 3, приспособленный к данному устройству. С помощью данного устройства можно готовить горячие или холодные напитки и блюда, к примеру, кофе, капучино, чай, соусы, супы и др.
Каждый контейнер может содержать один или несколько ингредиентов в твердой, жидкой, желеобразной или тестообразной форме, к примеру, молотый жареный кофе, растворимый кофе, сухое молоко, жидкий концентрат, какао, листовой чай или заварку.
Предпочтительно использовать контейнер, описанный в патенте ЕР 1472156 B1. Более конкретно, контейнер 3 может включать в себя стенку 10 в виде упругой мембраны, через которую в него из соответствующего блока подается жидкость (горячая или холодная вода), и канал 44, через который приготовленная жидкость подается непосредственно в чашку. Уплотнительная кромка корпуса контейнера может быть соединена с мембраной. Контейнер может содержать внутреннюю герметичную камеру, в которой расположены ингредиенты. Когда в камеру подается жидкость, давление в камере повышается, и она прокалывается, высвобождая приготовленный напиток. Камера может быть проколота средствами прокалывания, которыми снабжен контейнер, в комбинации, по меньшей мере, с одной внутренней мембраной камеры. Камера может быть проколота путем деформации внутренней мембраны средствами прокалывания до достижения давления разрыва материала мембраны. Контейнер может быть также открыт путем разрыва выходной мембраны при повышении давления жидкости в контейнере, то есть без внутреннего прокалывающего элемента. Преимуществом контейнера является то, что ингредиенты могут быть экстрагированы, растворены или отфильтрованы под контролируемым давлением (порядка 4-20 бар) за счет замедления перемещения ингредиентов и улучшения их взаимодействия с жидкостью, подаваемой под давлением. Использование данного способа позволяет получить больше пены, чем при фильтрации под низким давлением. Другим преимуществом контейнера является то, что можно одновременно ограничить контакт жидкости с устройством, как описано в патенте ЕР 1472156 В1. Конечно, в рамках настоящего изобретения можно использовать не только контейнер, описанный в данном патенте. К примеру, мембрана и средства открытия контейнера могут быть заменены фильтрующим элементом, к примеру, бумажным и/или пластиковым фильтром, и дополнением к фильтру, включающим в себя каналы для сепарации жидкости и/или отверстия для подачи жидкости.
Разумеется, устройство для приготовления напитков, соответствующее настоящему изобретению, может быть использовано с любым контейнером, включая контейнер в форме кокона для устройства, в котором используется низкое давление.
В настоящем описании под «подаваемой жидкостью» подразумевается, в основном, горячая или холодная вода или смеси воды и воздуха.
Устройство может включать в себя опорную конструкцию 40, на которой установлен блок 2 подачи жидкости под давлением. Данный блок содержит держатель 6 контейнера, который может быть отсоединен от устройства. Под держателем контейнера расположен участок 41 пользования, который содержит, к примеру, подставку 42 для чашки. Кроме того, устройство содержит съемный резервуар для воды, соединенный с насосом, подогревателем воды и контуром подачи к блоку 2 горячей и/или холодной воды (задается пользователем). Устройство содержит также достаточно сложные средства управления, с помощью которых пользователь может выбрать из меню необходимые параметры горячего и/или холодного напитка, включая его объем. Средства управления могут быть связаны с контроллером, который избирательно управляет включением насоса, подогревателя воды и клапаном(нами) жидкостного контура. Средства управления могут включать в себя рычаги, краны и одну или несколько кнопок.
Фигуры 2-7 иллюстрируют первый пример осуществления устройства, соответствующего настоящему изобретению. Держатель 6 контейнера и блок 2 подачи жидкости под давлением содержат конгруэнтные друг другу средства 7 стыковки, с помощью которых держатель 6 контейнера может быть вставлен в блок в направлении А. Средства 7 допускают отсоединение держателя контейнера от устройства. Под «съемным» подразумевается держатель, который может перемещаться относительно блока подачи жидкости и быть вынут из данного блока для вставки нового контейнера 10 взамен использованного. Таким образом, держатель контейнера может быть легко промыт или протерт для удаления с его поверхности остатков пищи.
Однако настоящее изобретение применимо также к держателю, который не может быть отсоединен от устройства или блока подачи жидкости, но может быть вставлен в данный блок из позиции «открытого ящика». Под конфигурацией «открытый ящик» подразумевается, что перемещение держателя контейнера ограничено упорными средствами, благодаря которым контейнер может быть вставлен в держатель без необходимости полного снятия держателя. Разумеется, держатель может быть расположен в позиции «открытого ящика» и быть съемным, что позволит очистить его.
Форма конгруэнтных средств 7 стыковки для вставки держателя контейнера в блок подачи жидкости может быть разной. Предпочтительно, чтобы расположение данных средств допускало непосредственную и по существу - прямолинейную вставку держателя контейнера в блок подачи жидкости путем толкания держателя в направлении А. В исходной позиции держатель контейнера расположен в блоке подачи жидкости, при этом в контейнер вставлены средства подачи жидкости.
В соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения средства стыковки выполнены в виде направляющих ребер 18 и направляющих пазов 19, которые конгруэнтны друг другу и расположены, соответственно, на сторонах держателя 6 контейнера и внутренних сторонах основания 20 блока подачи жидкости. Идеей настоящего изобретения является то, что средства 7 стыковки расположены сбоку и - что предпочтительно - слегка наклонены к горизонтальной плоскости Н. Таким образом, держатель контейнера, вставленный в блок подачи жидкости, слегка наклонен вниз.
Устройство содержит неподвижное основание 20, расположенное по ту же сторону, что и блок 2 подачи жидкости. На основании 20 расположена плита 4 для подачи жидкости, имеющая форму диска, который может перемещаться относительно основания. Плита для подачи жидкости, которая соответствует данному варианту выполнения и упоминается далее как «подвижная плита», может перемещаться вдоль основания под действием приводных средств 22, являющихся частью зажимных средств, при этом перемещение совмещает в себе поворот и осевое перемещение; это облегчает приложение плиты к контейнеру и его держателю и компенсирует погрешности и конструктивные зазоры.
Подвижная плита 4 содержит средства 5 подачи жидкости, которые должны быть смещены от центральной оси I плиты (фигура 5). При опускании подвижной плиты 4 средства подачи жидкости соприкасаются с верхней поверхностью контейнера и центр О верхней поверхности оказывается расположенным на центральной оси I плиты (фигура 6).
Подвижная плита 4 установлена на основании 20 вокруг оси 23 поворота, расположенной в передней части плиты и направленной вдоль оси таким образом, чтобы подвижная плита могла одновременно перемещаться вдоль оси и поворачиваться относительно держателя контейнера. Как видно из фигуры 5, подвижная плита содержит шарнир, параллельный поперечной плоскости плиты 4 и установленный в одном или нескольких осевых направляющих отверстиях или прорезях 24 основания, которые допускают одновременный поворот плиты и ее осевое поступательное перемещение. Преимуществом данной компоновки является то, что она компенсирует зазоры и предотвращает износ при открытии конструкции с помощью прямолинейного или осевого перемещения, когда кромки 34 контейнера отделяются от подвижной плиты.
Подвижная плита перемещается из открытой позиции, удаленной от держателя контейнера, в позицию подачи жидкости с помощью приводной системы 22. Существуют различные приводные системы. В проиллюстрированном примере осуществления приводными средствами являются коленчатый рычаг 29, соединенный с ручкой 30. Ручка может быть заменена электродвигателем. Предпочтительно, чтобы приводные системы были расположены непосредственно над подвижной плитой и были соединены с основанием. Более конкретно, ручка 30 включает в себя два разнесенных в стороны плеча 86, 87, соединенных с концами двух отростков 24, 25 неподвижного основания с помощью двух неподвижных шарниров 44, и с парой плеч 31 коленчатого рычага с помощью двух подвижных шарниров 46.
Предпочтительно, чтобы приводная система 22 была соединена с пружинными средствами (не показаны). Пружинные средства могут быть соединены с ручкой и/или коленчатым рычагом для автоматического перемещения плиты от держателя контейнера в поднятую позицию, если на приводные средства не действуют противодействующие силы со стороны захваченных кромок контейнера, фиксирующие плиту. Средства фиксации могут быть также расположены между неподвижным основанием и подвижной плитой 4. К примеру, пружинные средства могут быть выполнены в виде пружины, которая автоматически возвращает ручку в поднятую позицию (фигура 3), если в устройство не вставлен держатель или в нем отсутствует контейнер 3.
На фигуре 5 изображена часть блока подачи жидкости и держатель контейнера, вставленный в блок, при расположении подвижной плиты 4 в поднятой позиции.
В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения средства 5 подачи жидкости могут входить в контейнер. Другими словами, средства могут проходить через верхнюю поверхность контейнера, оказываясь, по меньшей мере, частично, внутри контейнера. Они могут быть выполнены, к примеру, в виде иглы 13, которая закреплена на подвижной плите 4 и может прокалывать или прорезать верхнюю поверхность контейнера. Вначале поверхность 10 контейнера, через которую жидкость поступает в него, может быть слегка выпуклой. Игла содержит канал 14 для подачи жидкости (горячей или холодной воды) в контейнер. Игла переходит в один или несколько соединительных патрубков 49, расположенных в плите. Патрубок может быть соединен с двумя независимыми входными каналами 55, 56, через которые в него поступает горячая жидкость, холодная жидкость или жидкость с температурой окружающего воздуха. Входные каналы соединены с гибкими трубками, которые, в свою очередь, соединены с остальной частью системы (не показана). Подачей горячей или холодной жидкости к средствам подачи жидкости можно управлять с помощью одного или нескольких кранов (не показаны). Как видно из фигуры 5, игла имеет выходное отверстие с малым сечением, предпочтительно - менее 0,5 мм, из которого струя жидкости поступает в контейнер с большой скоростью. Предпочтительно, чтобы отверстие было соосно каналу 14 и параллельно дну контейнера, когда последний вставлен в устройство (фигура 6). Благодаря оптимальной исходной позиции, направлению и высокой скорости струи турбулентность потока жидкости в контейнере возрастает, что улучшает растворение или измельчение определенных ингредиентов даже при подаче холодной воды.
Средства подачи жидкости могут включать в себя средства 16 уплотнения, выполненные в виде слоя упругого материала, который покрывает всю поверхность плиты 4 для подачи жидкости.
Средства подачи жидкости могут включать в себя выпуклый круговой участок 17, окружающий основание иглы. При соприкосновении средств подачи жидкости с верхней поверхностью контейнера данный участок позволяет лучше уплотнить область вокруг иглы за счет увеличения локального давления поверхностей в этой области.
Средства уплотнения упруги и могут представлять собой покрытие из эластомера, силикона или пластика с низкой твердостью.
Разумеется, верхняя поверхность контейнера, через которую в него поступает жидкость, может быть также упруга. Верхняя поверхность может быть вначале слегка выпуклой из-за наличия в контейнере газа и затем деформироваться частично под действием осевого механического давления со стороны средств 16 уплотнения. Уплотнение зазоров достигается за счет одновременного использования средств 16 уплотнения и деформируемой верхней поверхности контейнера. Верхняя поверхность деформируется, когда в контейнер подается жидкость под давлением. Затем в контейнере возникают внутренние осевые силы, которые направлены к средствам уплотнения, при этом поверхность 10 контейнера прижимается к данным средствам. Таким образом, вся верхняя поверхность контейнера плотно прилегает к поверхности уплотняющего покрытия. Преимуществом данного устройства является то, что в нем может быть использован даже поврежденный контейнер, то есть контейнер с проколотой верхней поверхностью.
Вместо покрытия 16 может быть использован отдельный элемент, к примеру, кольцо из упругого материала, расположенное вокруг иглы.
Благодаря уплотнению, создаваемому упругой поверхностью плиты, жидкость под давлением, вводимая в контейнер через иглу, удерживается непосредственно у основания отверстия иглы или в непосредственной близости от него и не может попасть в промежуток между поверхностями 10 контейнера и подвижной плиты 4. Это также уменьшает площадь контакта поверхности устройства с жидкостью, предотвращая, таким образом, подъем жидкости. Таким образом, соединение системы с держателем контейнера герметично и фактически не зависит от зажима держателя контейнера в устройстве.
В соответствии с уже упомянутым признаком подвижная плита 4 для подачи жидкости и средства подачи жидкости могут быть зафиксированы в рабочей позиции на фиксирующем участке 60 с помощью фиксирующих средств, в частности, приводной системы 22, когда держатель контейнера вставлен в блок подачи жидкости и содержит контейнер. Подвижная плита 4 содержит плоский фиксирующий участок 60, который упирается в кромку 34 контейнера. Сама кромка 34 расположена на опорных или фиксирующих краях 40 держателя контейнера. Таким образом, кромка зажата между участком 60 и краями 40 держателя контейнера. Приводные средства, в частности, коленчатый рычаг, перемещаемый ручкой, взаимодействуют с подвижной плитой 4, которая давит на кромку контейнера. Коленчатый рычаг фиксируется при перемещении через «жесткую» точку, только если держатель содержит контейнер, который создает чрезмерную толщину, необходимую для проталкивания коленчатого рычага через «жесткую» точку и прочной фиксации плиты. Надежная фиксация плиты важна при подаче в контейнер жидкости под давлением. Фиксация плиты также способствует прочному удержанию кромки 34 для уплотнения контейнера без риска отслоения мембраны 10 от кромки корпуса контейнера.
Если в устройстве отсутствует контейнер или держатель с контейнером, то при опускании подвижной плиты 4 с помощью ручки, взаимодействующей с коленчатым рычагом, коленчатый рычаг не испытывает противодействия. Благодаря пружинным средствам, связанным с ручкой и/или коленчатым рычагом, ручка и коленчатый рычаг поворачиваются в поднятую позицию, когда пользователь не давит на ручку. Таким образом, подвижная плита не может удерживаться в опущенной позиции, когда в устройство не вставлен держатель с контейнером или держатель не содержит контейнера. После того как плита возвратилась в открытую позицию, из устройства можно вынуть держатель контейнера или вставить в устройство держатель с контейнером.
Разумеется, силы фиксации, действующие на держатель контейнера в блоке подачи жидкости, возникают не только за счет средств уплотнения. Это является преимуществом, поскольку уплотнение и фиксация держателя контейнера в блоке выполняются отчасти разными средствами; фиксация держателя контейнера полностью исключает возможность отсоединения держателя, когда устройство находится под давлением. Кроме того, уплотнение может быть достигнуто на упругой части контейнера максимально близко к месту подачи жидкости без риска разрыва верхней поверхности контейнера, особенно если это - упругая мембрана. Следовательно, средства уплотнения менее подвержены сжатию и дольше сохраняют упругость и уплотняющие свойства.
Конечно, средства перемещения и фиксации подвижной плиты могут быть не только коленчатым рычагом, но и клином, рядом зубчатых передач и др.
Толщина подвижной плиты может быть отрегулирована с помощью регулировочных средств. Данная регулировка может быть необходима для исправной работы приводных средств, учитывая износ, зазоры, тепловое расширение различных компонентов системы, то есть контейнера и самого устройства. От настроек толщины плиты зависит, к примеру, сопротивление переходу коленчатым рычагом «жесткой точки». Средства регулировки позволяют регулировать силу закрытия приводных средств, а значит, и силу давления средств подачи жидкости на поверхность контейнера для хорошего уплотнения при высоком давлении в контейнере.
Одной из задач настоящего изобретения является уменьшение риска возникновения струи жидкости над верхней поверхностью контейнера после удаления средств подачи жидкости, более конкретно - от участка иглы, расположенного в контейнере, за пределы контейнера. Данное явление обычно возникает из-за того, что при вводе в контейнер жидкости под давлением контейнер содержит значительное количество сжатого газа, который быстро расширяется при отводе от контейнера средств подачи жидкости.
Данный недостаток может быть устранен благодаря использованию устройства, соответствующего настоящему изобретению. В данном устройстве держатель 6 контейнера наклонен на несколько градусов к горизонтальной плоскости Н, то есть верхняя поверхность 10 контейнера также по существу наклонена к данной; кроме того, средства 5 подачи жидкости подаются по существу на самую верхнюю часть поверхности 10 контейнера или держателя контейнера, в результате чего пузырек газа удерживается вокруг места ввода данных средств в контейнер. На фигуре 7 изображены верхняя поверхность 10 и место 50 ввода средств подачи жидкости. Учитывая возможную выпуклость или вогнутость верхней поверхности, наклон данной поверхности будет определяться наклоном условной плоской поверхности S, которая проходит через кромки 34 контейнера. Поверхность S, рассматриваемая в качестве верхней поверхности контейнера, образует по определению угол А к горизонтальной плоскости Н, как показано на фигуре 5. Данная поверхность образована четырьмя воображаемыми квадрантами 51, 52, 53, 54, если контейнер установлен на держателе и последний правильно вставлен в основание. Предпочтительно, чтобы место ввода средств подачи жидкости было расположено в квадранте 51, который расположен выше всего относительно горизонтальной плоскости. Более предпочтительно, чтобы средства подачи жидкости были расположены так, чтобы отверстие для ввода жидкости было расположено соосно отрезку D (проходящему через центр отверстия) на правой стороне, которая больше всего наклонена к горизонтальной плоскости. Предпочтительно, чтобы угол наклона поверхности S составлял от 2 до 25 градусов, более предпочтительно - примерно от 5 до 20 градусов.
Другое решение заключается в уменьшении внутреннего объема контейнера перед подачей в него жидкости и восстановлении объема контейнера при отводе от него средств подачи жидкости. Изменение объема контейнера, по меньшей мере, частично компенсирует повышенное давление в контейнере. Газ больше не расширяется случайно, выталкивая струю жидкости из контейнера, а стремится расшириться, по меньшей мере, частично, в деформируемом контейнере после отвода средств подачи жидкости.
Для уменьшения внутреннего объема контейнера предусмотрен выпуклый участок 15 подвижной плиты, который может проталкивать стенку 10 контейнера внутрь. Поверхность выпуклого участка является частью нижней стенки 16 подвижной плиты. Верхняя поверхность контейнера достаточно упруга, к примеру, представляет собой мембрану толщиной несколько десятых миллиметра, поэтому данная поверхность деформируется при контакте с выпуклым участком 15 подвижной плиты, приведенной в позицию подачи жидкости. Как видно из фигуры 6, при примыкании блока подачи жидкости к держателю контейнера выпуклый участок 15 проталкивает мембрану внутрь контейнера, делая ее вогнутой. Участок 15 может быть выполнен из упругого материала, уплотняющего поверхность контейнера, как сказано выше.
После отвода подвижной плиты 4 от держателя контейнера участок 15 больше не давит на контейнер и его верхняя поверхность стремится, по меньшей мере, частично вернуться в исходную позицию за счет расширения газов в контейнере.
Фигуры 8-10 иллюстрируют второй пример осуществления настоящего изобретения. В данном примере держатель 60 контейнера и основание 200 блока подачи жидкости снабжены клинообразными конгруэнтными средствами 750 стыковки. Держатель контейнера может быть установлен на боковых сторонах блока путем простого сдвига. Держатель контейнера содержит ручку 682, которая облегчает вставку и снятие держателя. С помощью данных средств стыковки держатель контейнера можно вставить в устройство путем сдвига, при этом вставленный держатель зажимается в основании за счет оптимальной формы конгруэнтных средств стыковки и давления жидкости в контейнере. При создании в системе повышенного давления силы трения между контейнером и блоком подачи жидкости возрастают, в результате чего держатель контейнера фиксируется относительно внутренней поверхности блока.
Как и в предыдущем примере осуществления, устройство содержит держатель 60 контейнера, отсоединяемый от блока 2 подачи жидкости, который зафиксирован на остальной части устройства, как показано на фигуре 1. Держатель контейнера содержит свободный опорный участок 110, который широко расширяется кверху, образуя оболочку для вмещения контейнера 3. Таким образом, контейнер расположен в углублении, образованном свободным участком или оболочкой, и кромки 340 контейнера опираются на верхние края 712 его держателя.
Держатель 60 контейнера содержит два боковых края в виде ребер 710 с неравномерной толщиной. Более конкретно, края или ребра имеют толщину, которая убывает в направлении заднего вставочного конца держателя контейнера. Нижняя поверхность 711 ребер наклонена к их верхней поверхности 712 в направлении вставки держателя контейнера в блок. Таким образом, толщина ребер, ограниченных поверхностями 711, 712, плавно убывает в направлении заднего конца держателя контейнера. Нижняя поверхность 711 каждого ребра держателя может соприкасаться с нижней поверхностью 713 пазов основания блока. Предпочтительно, чтобы поверхности 713 основания были по существу горизонтальными или слегка наклонными. Таким образом, нижняя поверхность 711 держателя контейнера наклонена под углом В к верхней поверхности 712 держателя, на которую опирается кромка 340 контейнера. Предпочтительно, чтобы угол В был равен от 2 до 20 градусов, к примеру, около 4-6 градусов. Таким образом, держатель контейнера вставляется в основание 200 по существу горизонтально или под небольшим углом путем соприкосновения нижних направляющих поверхностей 711, 713, при этом поверхности 712 наклонены к нижним поверхностям. При вставке и удержании держателя в позиции подачи жидкости верхняя поверхность 111 контейнера наклонена к основанию, что достигается за счет скошенности ребер держателя.
Очевидно, что клиновидные средства стыковки могут выполнять несколько функций. Первой функцией является компенсация люфта и/или «самофиксация» держателя по принципу «конуса Морзе» за счет давления подачи жидкости. Второй функцией является поднятие точки ввода жидкости в контейнер во избежание выхода жидкости на поверхность. Еще одной функцией является упрощение вставки держателя контейнера в средства стыковки, расположенные на блоке подачи жидкости, при максимальной удаленности иглы от поверхности контейнера, в частности в начале вставки держателя контейнера, во избежание износа или разрыва верхней поверхности контейнера, особенно если она имеет слегка выпуклую форму.
Блок подачи жидкости содержит плиту 40, на которой расположены поворотные средства 500 подачи жидкости. Более конкретно, подвижная плита 40, имеющая форму диска, закреплена на отростке 282 основания вокруг оси 460 поворота, которая расположена с краю, к примеру, сзади диска. Подвижная плита перемещается средствами 275 перемещения, выполненными в виде коленчатого рычага, и ручки 276, как в примере осуществления, который проиллюстрирован фигурами 1-6. Средства подачи жидкости аналогичны средствам, которые соответствуют примерам осуществления, проиллюстрированным фигурами 1-6. При опускании подвижная плита 40 проходит через отверстие, расположенное в неподвижном основании блока подачи жидкости, прижимаясь к поверхности контейнера. Подвижная плита содержит выпуклый участок 150, при прилегании которого к контейнеру его объем уменьшается, как описано выше.
Кромки контейнера 345 фиксируются на внутренней поверхности неподвижного основания блока подачи жидкости, в основном, благодаря «конусу Морзе», то есть за счет комбинации клиновидной формы держателя контейнера и роста давления в контейнере.
Конечно, настоящее изобретение не ограничено вышеописанными вариантами выполнения и распространяется на другие возможные варианты выполнения, которые входят в объем прилагаемой формулы изобретения.