ОДНОРАЗОВАЯ КАПСУЛА ДЛЯ АВТОМАТОВ ДЛЯ РАЗДАЧИ ЗАВАРИВАЕМЫХ НАПИТКОВ
DISPOSABLE CAPSULE FOR DISPENSERS OF BREWED DRINKS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к приготовлению напитков на основе сиропов, жидких или порошковых концентратов из одноразовых капсул. Более конкретно, изобретение относится к одноразовой капсуле для однократного или многократного применения для автоматов для раздачи завариваемых напитков.
Уровень техники
Известные одноразовые капсулы для приготовления напитков на основе сиропов, жидких или порошковых концентратов используют в автоматах для раздачи завариваемых напитков. Эти капсулы обычно содержат герметичную полость, внутри которой содержится сироп, жидкий или порошковый концентрат. Напиток получают путем помещения капсулы в инфузионную камеру автомата для раздачи напитков и последующего прокалывания капсулы с помощью одного или нескольких специальных перфорационных устройств на ее крышке и нижней части так, чтобы обеспечить прохождение через нее потока жидкости. В зависимости от типов автомата для раздачи и капсулы, жидкость может течь от крышки капсулы к ее нижней части или в противоположном направлении.
В заявке на патент Италии 102015000051841 от имени заявителя описана, например, одноразовая капсула описанного выше типа, содержащая чашеобразный полый корпус, верхняя часть которого герметично закрыта крышкой, прикрепленной к его фланцу, и нижняя часть которого герметично закрыта пленкой, нанесенной внутри полости корпуса. В нижней части корпуса капсулы образовано раздаточное отверстие. Раздаточное отверстие имеет воронкообразную форму и служит в качестве раздаточного канала для завариваемого напитка, таким образом позволяя упростить конструкцию инфузионного агрегата автомата для раздачи и избежать смешивания вкусовых веществ между напитками, произведенными последовательно, что вызвано прогрессирующим загрязнением раздаточного канала традиционного инфузионного агрегата.
Полый корпус содержит вставку, содержащую дисковую часть в форме усеченного конуса и стержень, проходящий в осевом направлении от верхней части указанной дисковой части в форме усеченного конуса. Дисковая часть в форме усеченного конуса опирается на нижнюю часть капсулы, в то время как стержень проходит в осевом направлении за границы верхней части капсулы, так что крышка приобретает форму купола, после приложения к чашеобразному полому корпусу капсулы.
В оболочке дисковой части в форме усеченного конуса образовано множество сквозных отверстий, в то время как в ее вогнутой части образованы перфорационные элементы. Перфорационные элементы обращены к пленке, которая герметично закрывает нижнюю часть капсулы.
Вставку можно перемещать в осевом направлении между положением сборки или упаковки, в котором дисковая часть в форме усеченного конуса опирается на нижнюю часть полого корпуса, а свободный конец стержня давит на крышку, деформируя ее наружу, и открытым положением, в котором свободный конец стержня выдвинут в осевом направлении, а дисковая часть в форме усеченного конуса сплющена на нижней части, в результате чего перфорационные элементы наталкиваются на внутреннюю пленку и разрезают ее.
Следовательно, открытие капсулы для раздачи завариваемого напитка происходит внутри нее механически из-за перемещения вставки при закрытии инфузионной камеры автомата для раздачи напитков. При закрытии в реальности инфузионной камеры специальный рычаг автомата давит на крышку капсулы, таким образом перемещая в осевом направлении стержень вставки, расположенный под крышкой.
Вставка капсулы, описанная в заявке на патент Италии 102015000051841, также включает чашеобразный элемент, служащий в качестве распределителя для инфузионной жидкости. Чашеобразный элемент размещен в корпусе капсулы в гнезде, образованном рядом с ее фланцевой кромкой. Стержень плотно установлен в отверстии, образованном в середине чашеобразного элемента и имеющем соответствующий диаметр. Общая конфигурация капсулы в конфигурации упаковки такова, что вставка разделяет полость капсулы на два смежных не сообщающихся сектора. Когда капсулу помещают в инфузионный агрегат автомата для раздачи, как указано выше, стержень вставки заставляют продвигаться в осевом направлении, создавая таким образом радиальный зазор с отверстием, образованным в чашеобразном элементе, и позволяя инфузионной текучей среде проходить в полость так, чтобы получить напиток. Напиток подают из нижней части капсулы через внутреннюю пленку, которая была разрезана перфорационными элементами, образованными в дисковой части вставки в форме усеченного конуса.
Другой пример одноразовой капсулы вышеуказанного типа описан в международной публикации WO 2012/121597 A1.
Эта капсула содержит чашеобразный полый корпус, подходящий для приема отмеренной дозы гранулированного продукта или продукта в форме частиц. Чашеобразный корпус содержит боковую стенку и нижнюю часть в форме усеченного конуса, в которой образовано множество сквозных отверстий. Верхняя часть чашеобразного корпуса герметично закрыта крышкой, прикрепленной к периферийному фланцу, в то время как нижняя стенка герметично закрыта пленкой, нанесенной снизу, т.е., расположенной снаружи чашеобразного корпуса.
На поверхности нижней стенки, обращенной к пленке, которая герметично закрывает чашеобразный корпус, образованы один или несколько перфорационных элементов. На противоположной поверхности нижней стенки образован стержнеобразный элемент, проходящий в осевом направлении в сторону крышки. Стержнеобразный элемент является полым и имеет множество углублений, образованных на его свободном конце, обращенном к крышке. Полость стержнеобразного элемента является глухой на нижней стенке чашеобразного корпуса.
Капсула, описанная в международной публикации WO 2012/121597 А1, выполнена с возможностью вставки в инфузионную камеру автомата для завариваемых напитков. Игла инжектора автомата прокалывает крышку в полости стержнеобразного элемента, в результате чего инфузионная жидкость заполняет полость и вытекает в полость чашеобразного корпуса капсулы через углубления, образованные на свободном конце стержнеобразного элемента. Игла инжектора связана с формованным элементом, который одновременно с этапом перфорации крышки давит на стержнеобразный элемент и заставляет его перемещаться относительно боковой стенки чашеобразного корпуса, деформируя таким образом его нижнюю стенку в направлении пленки, герметично закрывающей его снизу. Перфорационные элементы, образованные на нижней стенке, разрезают пленку, таким образом позволяя подавать завариваемый напиток.
Еще один пример одноразовой капсулы вышеуказанного типа описан в международной публикации WO 2014/102701 A1. В этом случае капсула содержит деформируемый в осевом направлении корпус и полую вставку, проходящую в осевом направлении от ее верхней части к нижней части, из которой она раскрывает капсулу. Конец полой вставки, расположенный внутри корпуса капсулы, герметично прилегает к крышке капсулы, в то время как противоположный конец, который выступает за границы нижней части капсулы и, следовательно, находится за ее пределами, герметично закрыт пленкой, нанесенной на нижнюю часть снаружи.
Полость вставки разделена на две отдельные части, которые соответственно установлены в сообщении с возможностью передачи текучей среды с полостью корпуса капсулы через по меньшей мере одно впускное отверстие и одно выпускное отверстие. Инфузионную жидкость, подаваемую инфузионным агрегатом автомата для раздачи завариваемых напитков, вводят во вставку и подают в полость корпуса капсулы через впускное отверстие, где она смешивается с пищевым продуктом так, чтобы получить завариваемый напиток. За счет деформации в осевом направлении корпуса капсулы полученный таким образом завариваемый напиток заставляют вытекать из капсулы через выпускное отверстие вставки.
Капсулы этого типа чрезвычайно эффективны по причине того, что капсулу можно заставить открываться изнутри так, чтобы обеспечить раздачу завариваемого напитка, но имеют недостаток, заключающийся в том, что они не могут предотвратить утечку остатков напитка в конце этапа раздачи. В конце этого этапа фактически некоторое количество жидкости, вводимой в капсулу, неизбежно остается внутри нее.
Кроме того, капсулы предшествующего уровня техники этого типа можно усовершенствовать с точки зрения смешивания инфузионной жидкости и содержащегося в ней продукта, что особенно важно для таких продуктов, как сиропы, жидкие и порошковые концентраты, где органолептические свойства получаемого напитка сильно зависят от смешивания ингредиентов.
Сущность изобретения
Следовательно, техническая проблема, лежащая в основе и решаемая настоящим изобретением, заключается в обеспечении одноразовой капсулы для автоматов для раздачи напитков на основе сиропов, жидких и порошковых концентратов, которая позволяет преодолеть недостатки, упомянутые выше со ссылкой на предшествующий уровень техники.
Эта проблема решается с помощью одноразовой капсулы по п.1 формулы изобретения. Предпочтительные особенности настоящего изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Идея решения, лежащего в основе изобретения, заключается в предоставлении одноразовой капсулы, которая аналогична капсуле, описанной в также находящейся на рассмотрении заявке на патент Италии 102015000051841 от имени заявителя, в отношении формы корпуса капсулы и принципа действия вставки капсулы. В отличие от одноразовой капсулы в вышеупомянутой заявке на патент Италии, вставка капсулы в соответствии с изобретением содержит только дискообразную часть и стержень, но не чашеобразный элемент, служащий в качестве распределителя.
Другое различие между вставкой одноразовой капсулы, описанной в указанной заявке на патент Италии, и одноразовой капсулой в соответствии с изобретением состоит в том, что оболочка дискообразной части не имеет сквозных отверстий, а стержень содержит осевую сквозную полость, которая образует раздаточный канал для завариваемого напитка.
Общая конфигурация вставки такова, что когда инфузионную жидкость вводят в полость капсулы путем прокалывания крышки с помощью обычного перфорационного устройства, инфузионная текучая среда направляется в сторону нижней части полости капсулы и смешивается с продуктом, содержащимся в ней, будь то сироп, жидкий или порошковый концентрат, и стекает обратно к крышке до тех пор, пока не попадет в канал, образованный стержнем, и, таким образом, не вытечет из капсулы.
Благодаря этим особенностям, раздача завариваемого напитка из капсулы происходит так, как это происходит в сифоне, что устраняет проблемы с утечками, обычно возникающими в конце этапа раздачи из-за остатков инфузионной жидкости, остающихся внутри капсулы.
Другими словами, утечка предотвращается, потому что впускное отверстие для раздачи напитка расположено на расстоянии от нижней части капсулы, где остатки завариваемого напитка остаются под действием силы тяжести в конце этапа раздачи. В отличие от капсулы согласно изобретению, капсула, раскрытая в международной публикации WO 2014/102701 А1, не может избежать утечки остатков напитка, потому что, несмотря на полый стержень в осевом направлении, требуется деформация корпуса капсулы в осевом направлении для того, чтобы обеспечить раздачу напитка, которая приблизит нижнюю часть к впускному отверстию для раздачи напитка.
Преимущество, обеспечиваемое изобретением, заключается в том, что циркуляция инфузионной жидкости от нижней части до верхней части капсулы и последующее вытекание завариваемого напитка через стержень вставки способствуют смешиванию напитка в пользу его органолептических свойств.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения вставка содержит дисковую часть в форме усеченного конуса и вал, проходящий в осевом направлении от верхней части дисковой части в форме усеченного конуса. Дисковая часть в форме усеченного конуса опирается на нижнюю часть капсулы, в то время как стержень проходит в осевом направлении за границы верхней части капсулы, так что крышка принимает форму купола, когда ее применяют к чашеобразному полому корпусу капсулы. Дисковая часть в форме усеченного конуса содержит множество перфорационных элементов, обращенных к внутренней пленке, которая герметично закрывает нижнюю часть капсулы.
Перфорационные элементы предпочтительно расположены радиально на расстоянии от раздаточного отверстия, образованного на нижней части капсулы. Следовательно, завариваемый напиток, подаваемый через канал стержня вставки, не вытекает в осевом направлении, а отклоняется в радиальном направлении с помощью пленки, которая герметично закрывает нижнюю часть, пока не достигнет отверстий, образованных перфорационными элементами. Эта конфигурация уменьшает бурление завариваемого напитка и образование пузырьков, что является предпочтительным в случае напитков, полученных из порошковых концентратов.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления изобретения вставка расположена по существу в перевернутом виде, т.е., ее дискообразная часть закреплена близко к верхней части капсулы посредством кольцевого разрушаемого элемента, в то время как стержень проходит в осевом направлении от дискообразной части к нижней части капсулы. При закрытии капсулы в инфузионной камере дискообразная часть отсоединяется от кольцевого элемента, и стержень вставки прокалывает пленку, герметично закрывающую нижнюю часть капсулы, при этом приближаясь к раздаточному отверстию. Раздаточное отверстие имеет поперечное сечение, которое меньше, чем поперечное сечение канала, образованного в полом стержне, тем самым ускоряя поток напитка, вытекающий из капсулы. Эта особенность очень выгодна в случае напитков на основе сиропов и жидких концентратов, поскольку способствует их смешиванию.
Дополнительные преимущества, особенности и применения настоящего изобретения станут ясны из следующего подробного описания его вариантов осуществления, которые раскрыты в качестве неограничивающих изобретение примеров.
Краткое описание чертежей
Будет сделана ссылка на фигуры прилагаемых чертежей, на которых:
- на Фиг. 1 и 2 представлен вид в изометрии сверху и снизу, соответственно, капсулы в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
- на Фиг. 3 представлен вид в изометрии разобранном виде капсулы фиг. 1;
- на Фиг. 4 представлен вид в продольном разрезе капсулы фиг. 1;
- На фиг. 4а показана деталь вставки капсулы фиг. 4;
- На Фиг. 5 представлен вид в продольном разрезе, аналогичный виду фиг. 4, в котором капсула содержит вставку, имеющую перфорационные элементы другого типа;
- На фиг. 5а показана деталь вставки капсулы фиг. 5;
- на Фиг. 6 и 7 представлены виды в изометрии сверху и снизу, соответственно, капсулы в соответствии с альтернативным вариантом осуществления изобретения;
- на Фиг. 8 представлен вид в изометрии в разобранном виде капсулы фиг. 6;
- на Фиг. 9 и 10 представлены виды в продольном разрезе капсулы фиг. 6, соответственно, показывающие ее конфигурацию упаковки и рабочую конфигурацию.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Первоначально ссылаясь на фиг. 1-5а, одноразовую капсулу в соответствии с изобретением в общем обозначают ссылочной позицией 100.
Капсула 100 содержит чашеобразный полый корпус 110, выполненный с возможностью приема отмеренной дозы сиропа или, в более общем случае, жидкого концентрата или порошкового продукта, такого как кофе, молоко, шоколад и тому подобное.
Полый корпус 110 содержит нижнюю часть 111 и периферийную стенку 112, на верхней кромке которой образован фланец 113. В конфигурации упаковки чашеобразный полый корпус 110 закрыт крышкой 120 (показанной в прозрачном виде на фиг. 1), герметично прилегающей на фланце 113. Крышка может быть, например, пленкой, изготовленной из полиламинатного материала, которая служит для герметизации полости так, чтобы позволить со временем сохранять хранящийся в ней гранулированный продукт или продукт в форме частиц.
Сквозное отверстие 114 образовано в нижней части 111 для раздачи завариваемого напитка, получаемого из продукта, содержащегося в капсуле 100. Сквозное отверстие имеет, например, круглое поперечное сечение.
В проиллюстрированном варианте осуществления сквозное отверстие 114 имеет форму воронки, выполненную с возможностью облегчения вытекания завариваемого напитка, и укреплено посредством множества радиальных ребер 115.
Сквозное отверстие 114 герметично закрыто пленкой 130, которая нанесена на нижнюю часть 111 изнутри полого корпуса 110. Пленка изготовлена, например, из полиламинатного материала и образует с помощью периферийной стенки 112 и крышки 120 корпуса капсулы закрытую камеру, подходящую для сохранения продукта в гранулированном виде или в форме частиц.
Капсула 100 дополнительно содержит вставку 200, размещенную в ее корпусе 110. Вставка 200 проходит в осевом направлении от нижней части 111 полого корпуса 110 к крышке 120.
Вставка 200 содержит дисковую часть 210, имеющую форму усеченного конуса, с периферийным ободом 211, предназначенным для опоры на нижнюю часть 111 корпуса 110 капсулы 100, и оболочку 212. Вставка 200 снабжена перфорационными средствами, связанными с дисковой частью 210. Такие перфорационные средства представляют собой один или несколько элементов, обозначенных ссылочной позицией 213, выступающих в осевом направлении от вогнутой поверхности дисковой части 210, обращенной к внутренней пленке 130.
Как показано на фиг. 4 и подробно на фиг. 4а, перфорационные элементы 213 могут иметь, например, форму створки.
Как показано на фиг. 5 и подробно на фиг. 5а, перфорационные элементы могут альтернативно иметь форму «ласточкиного хвоста», которая позволяет не только разрезать внутреннюю пленку 130, но также перемещать ее отрезанные части в направлении сквозного отверстия 114 так, чтобы облегчить раздачу завариваемого напитка.
Вставка 200 также содержит стержень 220, проходящий в осевом направлении от участка 210 в форме усеченного конуса. Свободный конец стержня 220 проходит в осевом направлении за границы фланцевого обода 113 корпуса 110 капсулы, так что в собранной конфигурации капсулы крышка 120 деформируется и принимает выпуклую или куполообразную форму.
В проиллюстрированном варианте осуществления стержень 220 также предпочтительно содержит усиливающие ребра 221, проходящие в радиальном направлении наружу.
В соответствии с изобретением стержень 220 также имеет осевую сквозную полость 222, образующую канал для раздачи напитка. Сквозная полость содержит впускное отверстие 223, образованное близко к его свободному концу и, следовательно, близко к крышке 120, и выпускное отверстие 224, образованное на противоположном конце и, таким образом, обращенное к внутренней пленке 130, нанесенной на нижнюю часть 111 полого корпуса 110.
Известно, что при вставке капсулы 100 в автомат для раздачи завариваемых напитков, инфузионную камеру автомата плотно закрывают, тем самым блокируя капсулу 100. Как правило, блокировка происходит на фланцевой кромке капсулы. Крышку 120 сжимают в направлении, обозначенном стрелкой P, и перфорируют во время этапа закрытия или сразу же после него с помощью одной или нескольких инъекционных игл, которые позволяют вводить инфузионную жидкость. На фиг. 4 и 5 стрелка IN схематически обозначает положение иглы инжектора. Затем стержень 220 перемещают в осевом направлении, а дисковую часть 210 в форме усеченного конуса сплющивают на нижней части 111, так что перфорационные элементы 213 разрезают внутреннюю пленку 130 и образуют соответствующие отверстия для раздачи завариваемого напитка через сквозное отверстие 114.
Общая конфигурация вставки 200 такова, что когда инфузионную жидкость вводят в полость капсулы 100, она направляется к ее нижней части 111, смешивается с продуктом, содержащимся в полости, и образует напиток, который стекает обратно к крышке 120, пока он не достигнет впускного отверстия 223 и не войдет в канал 222, образованный стержнем 220. Напиток затем вытекает из капсулы 100 через выпускное отверстие 224.
Другими словами, раздача завариваемого напитка из капсулы 100 происходит так, как это происходит в сифоне, что устраняет проблемы с утечкой, обычно возникающие в конце этапа раздачи из-за остатков инфузионной жидкости, остающихся внутри капсулы.
Стрелки на фиг. 4 и 5 схематически показывают поток инфузионной жидкости и завариваемого напитка внутри капсулы 100.
Как показано в продольном разрезе фиг. 4, а также на фиг. 5, перфорационные элементы 213 вставки 200 предпочтительно расположены радиально на расстоянии от выпускного отверстия 224. Следовательно, поток завариваемого напитка, выходящего из канала 222, не достигает сквозного отверстия 114 непосредственно, но радиально отклоняется с помощью внутренней пленки 130 до тех пор, пока он не достигнет отверстий, выполненных в нем перфорационными элементами 213. Эта особенность обеспечивает преимущество, заключающееся в уменьшении бурления напитка и образования пузырьков, тем самым улучшая его органолептические свойства.
Теперь обратимся к фиг. 6-10 где раскрыт альтернативный вариант осуществления капсулы в соответствии с изобретением.
Как можно увидеть, в этом случае вставка 200 по существу расположена в перевернутом виде по сравнению со вставкой описанного выше варианта осуществления, т.е., с дискообразной частью 210, закрепленной близко к верхней части капсулы 100, и стержнем 220, проходящим в осевом направлении от дискообразной части 210 к нижней части 111 капсулы 100.
Дисковая часть 210 закреплена близко к верхней части капсулы 100 посредством разрушаемого кольцевого элемента, обозначенного ссылочной позицией 214.
Аналогично варианту осуществления, описанному выше, стержень 220 содержит осевую сквозную полость 222, образующую канал для раздачи напитка. Сквозная полость 222 содержит впускное отверстие 223, близкое к его свободному концу и, следовательно, к крышке 120, и выпускное отверстие 224, образованное на противоположном конце и, следовательно, обращенное к внутренней пленке 130, нанесенной на нижнюю часть 111 полого корпуса 110.
Из фиг. 9 и 10 понятно, что при закрытии капсулы 100 в инфузионной камере дисковую часть 210 прижимают вниз к нижней части 111, как схематически показано стрелкой P, и отсоединяют от кольцевого элемента 214, который поддерживает ее в упакованном состоянии. Стержень 220 вставки 200 разрезает внутреннюю пленку 130, которая герметично закрывает нижнюю часть 111 капсулы 100, таким образом приближаясь к впускному отверстию 114. Следует понимать, что в этом случае перфорационное средство вставки 200 образовано периферийной кромкой 225, окружающей выпускное отверстие 224 стержня 220. Для того, чтобы облегчить разрезание внутренней пленки 130, периферийная кромка 225 может быть предпочтительно заострена, например, в коническую форму и/или снабжена профилем зубьев пилы.
Следует понимать, что в этом состоянии стержень 220 зацепляется с отверстием, образованным во внутренней пленке, в качестве заглушки, предотвращая, таким образом, раздачу завариваемого напитка, который вынужден перетекать вверх по направлению к крышке 120 капсулы 100 и входить в канал 222.
Центрирующий элемент может быть преимущественно образован на нижней части 111 капсулы 100 в сквозном отверстии 114. Центрирующий элемент выполнен с возможностью приема стержня 220 во время его осевого перемещения, таким образом облегчая его перемещение относительно сквозного отверстия 114 и улучшая его рабочие свойства в качестве заглушки. Центрирующий элемент, обозначенный ссылочной позицией 111a, может, например, представлять собой цилиндрический хомут, проходящий в осевом направлении от нижней части 111 к крышке 120.
Стрелки на фиг. 10 схематически показывают поток инфузионной жидкости и завариваемого напитка внутри капсулы 100. Следует отметить, что траектория потока очень похожа на траекторию из первого варианта осуществления изобретения, описанного выше.
В проиллюстрированном варианте осуществления сквозное отверстие 114 для раздачи завариваемого напитка из капсулы 100 имеет меньшее поперечное сечение, чем поперечное сечение канала 222, образованного полым стержнем 220. Эта конфигурация сквозного отверстия 114, которая не является обязательной для изобретения, обладает эффектом ускорения вытекания напитка. Эта особенность очень выгодна в случае напитков на основе сиропов и жидких концентратов, поскольку способствует их смешиванию не только внутри капсулы, но также вдоль траектории выхода из нее.
Настоящее изобретение было описано выше со ссылкой на предпочтительные варианты его осуществления. Следует понимать, что могут существовать дополнительные варианты осуществления, относящиеся к той же идее изобретения, как определено объемом защиты формулы изобретения, изложенной ниже.