УСТРОЙСТВО ЭКСТРАКЦИИ КАРТРИДЖА
DEVICE FOR EXTRACTION OF CARTRIDGE

бласть техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству экстракции картриджа с гнездом для картриджа, образованным двумя противостоящими опорами картриджа, которые гидравлически перемещаются совместно и перемещаются по отдельности для вставления, экстракции и выгрузки картриджей. Устройство экстракции может, в частности, использоваться в машинах для приготовления напитков.
В целях настоящего описания термин «напиток» включает в себя любую жидкую пищу, например, чай, кофе, горячий или холодный шоколад, молоко, суп, детское питание и т.д. Термин «картридж» означает любую упаковку, в которой содержится расфасованный ингредиент, - жесткую, например капсулу, или мягкую или гибкую, например чалд, и которая изготовлена из любого материала, пригодного для вторичной переработки или непригодного для вторичной переработки, биоразлагающегося или нет, например из алюминия или пластика, в частности алюминиевые чалды или алюминиевые капсулы.
Уровень техники
Проблема, возникающая при обращении с картриджами, в которых содержатся ингредиенты, состоит в позиционировании картриджей в устройстве экстракции и закрывании этого устройства вокруг картриджа для выполнения процесса экстракции. Обычно картридж устанавливается пользователем на опору картриджа или в кожух, и затем устройство закрывается вручную вокруг картриджа.
Важно правильно расположить картридж, так чтобы устройство правильным образом закрывалось вокруг картриджа и обеспечивалось надлежащее уплотнение и соответствующие условия экстракции. Неудовлетворительное позиционирование может привести к повреждению картриджа и, тем самым, повлиять на условия экстракции.
Для герметизации устройства вокруг картриджа, с целью обеспечения надлежащей экстракции за счет прохождения находящейся под давлением жидкости через картридж без нежелательной утечки, закрывание устройства вокруг картриджа должно выполняться с высоким уровнем точности. С целью обеспечения требуемого уровня точности расстояние закрывания механических закрывающих средств таких устройств обычно регулируется вручную в процессе производства устройства.
Загрузка картриджа должна быть легкой без применения метода проб и ошибок, так чтобы обеспечить правильное расположение картриджа в устройстве. Загрузка также должна быть по возможности быстрой без необходимости излишних манипуляций.
В документе WO 2005/004683 описано устройство для варки напитка, содержащегося в капсуле, которое содержит первую часть; вторую часть, которая может перемещаться относительно первой части; кожух для капсулы. В данном документе описано определение, в закрытом положении подвижной части у неподвижной части, положения экстракции капсулы вдоль оси в кожухе; вставление и позиционирование части, содержащей средство для направления капсулы, расположенной таким образом, чтобы вставлять капсулу под действием силы тяжести и позиционировать капсулу в промежуточном положении. Устройство также содержит систему наливания напитка; при этом вторая подвижная часть предназначена для перемещения капсулы из промежуточного положения в положение экстракции, когда устройство закрыто.
В документе ЕР 1721553 описан варочный блок для кофеварок, в которых используются капсулы. Этот блок имеет переднюю часть с носиком для дозирования напитка и заднюю часть с впуском горячей воды. Передняя часть и задняя часть установлены между парой противостоящих ступенчатых направляющих. Передняя часть перемещается между этими ступенчатыми направляющими в направлении задней части и образует с задней частью варочную камеру для размещения капсулы, подвергаемой экстракции, в результате чего с передней стороны переднего элемента между направляющими элементами в машине остается незанятый объем.
В документе ЕР 1659547 описана машина для приготовления напитков, в частности кофе эспрессо. Машина включает в себя камеру для настаивания в варочном блоке, которая имеет подвижную переднюю часть с возвратной пружиной и трубку для выпуска напитка, которая продолжается через наружный корпус сборочного узла. Подвижная передняя часть взаимодействует с задней частью, которая перемещается в корпусе и которая может подходить к подвижной передней части для сжатия возвратной пружины, в результате чего выпускная трубка перемещается со скольжением через наружный корпус сборочного узла. Чалд проходит через наружный корпус в камеру для настаивания по жесткому каналу подачи чалдов, и затем чалд транспортируется в камеру для настаивания с помощью наружной втулки на подвижной задней части варочного блока, которая снабжена криволинейной канавкой для перемещения задней части. При использовании этой конструкции возникает несколько проблем. Чалд должен перемещаться во время закрывания варочной камеры, и это может привести к блокированию, а также требует сложной конструкции средств удерживания чалда. Кроме того, открывание и закрывание варочной камеры требует одновременного линейного перемещения подвижной задней части в корпусе, подвижной передней части в корпусе и выпускной трубки через корпус, что увеличивает риск применения сложных направляющих, заклинивания или ненадлежащего выравнивания различных частей, которые линейно перемещаются относительно друг друга. Гидравлическая система содержит подвижный узел, который усложняет сборку гидравлической системы. Когда после экстракции варочный блок повторно открывается для извлечения чалда, находящаяся под давлением вода, которая содержится в камере настаивания, может выходить наружу корпуса. Кроме того, когда выпускная трубка находится в убранном положении, в машине между передним элементом и корпусом остается незанятый объем.
В документах US 3260190 и WO 2005/072574 описана кофеварка, имеющая съемный выдвижной ящик для размещения в нем емкости с кофе. Выдвижной ящик может перемещаться со скольжением по горизонтали в кофеварку и подниматься в направлении средства нагнетания воды. В документе WO 2006/023309 описана кофеварка с подвижным ящиком для вставления картриджа с кофе в машину. Выдвижной ящик перемещается между открытым и закрытым положениями и имеет два полукожуха картриджа, которые могут поворачиваться друг к другу и образовывать варочную камеру, когда выдвижной ящик находится в закрытом положении, и поворачиваются друг от друга, когда выдвижной ящик выдвигается из машины. В документе US 6966251 описана кофеварка, имеющая выдвижной ящик, перемещаемый в горизонтальном направлении, для размещения в нем капсулы. Когда выдвижной ящик задвигается в машину, выдвижной ящик может перемещаться вверх в направлении неподвижного кожуха для капсулы для образования варочной камеры для капсулы. В документе ЕР 1566126 описана кофеварка с вертикальным варочным блоком для размещения чалдов с кофе. Варочный блок имеет неподвижную верхнюю часть и подвижную нижнюю часть для удерживания чалда, которая может подниматься для закрывания варочного блока и опускаться для вставления или извлечения чалда.
Другие варочные блоки описаны в документах ЕР 0730425, ЕР 0862882, ЕР 1219217, ЕР 1480540, ЕР 1635680, ЕР 1669011, ЕР 1774878, ЕР 1776026, ЕР 1893064, FR 2424010, US 3260190, US 4760774, US 5531152, US 7130369, US 2005/0106288, US 2006/0102008, WO 2005/0002405, WO 2005/016093, WO 2006/005756, WO 2006/066626 и WO 2007/135136.
Во избежание проблемы в отношении точного механического закрывания вокруг картриджа с ингредиентом известно, что можно предусмотреть гидравлическую систему закрывания, в которой нагретая вода, используемая для экстракции ингредиента в картридже, также используется для приведения в действие гидравлического механизма закрывания. В этом случае расстояние закрывания не требует специального регулирования, поскольку гидравлическое усилие закрывания вынуждает опоры картриджа устройства экстракции сходиться вокруг картриджа. Пример такой системы, описан, например, в документе WO 2008/037642. На основании этой идеи были разработаны различные системы, описанные, например, в документах ЕР 1219217, ЕР 1480540, ЕР 1776026, ЕР 1912542, WO 2005/115206 и WO 2006/005736.
Проблема с использованием нагретой воды для приведения в действие закрывающего механизма связана с риском отложения накипи от нагретой воды в гидравлическом механизме.
В документе ЕР 1545278 было предложено внедрить две параллельные линии подачи воды, соединенные с одним источником воды, при этом обе линии должны управляться общим многоходовым клапаном. Одна линия циркуляции воды проходит через нагреватель в устройство экстракции, а другая линия подачи ненагретой воды используется для гидравлического закрывания устройства экстракции. На первом этапе многоходовой клапан обеспечивает подачу находящейся под давлением воды в гидравлическую систему закрывания устройства экстракции. После закрывания устройства экстракции давление, накопленное в гидравлической системе закрывания за счет присутствия герметичных статических условий, вынуждает воду во второй линии циркулировать через обратный клапан в устройство экстракции через нагреватель. По окончании экстракции общий многоходовой клапан перемещается в положение соединения системы гидравлического закрывания с линией продувки для выпуска находящейся под давлением воды, которая под действием статических условий была захвачена в гидравлическую линию воды во время экстракции.
Проблема в отношении этого решения заключается в сложности использования параллельных линий подачи воды для гидравлического закрывания и для нагнетания горячей воды и связанного с ними многоходового управляющего клапана.
Раскрытие изобретения
Первым объектом изобретения является устройство для вмещения картриджа с ингредиентом и экстракции ингредиента за счет прохождения нагретой жидкости через картридж. Устройство имеет гнездо для картриджа и конструкцию для нагнетания жидкости с целью нагнетания нагретой жидкости в гнездо для картриджа. Гнездо для картриджа содержит первую опору картриджа и вторую опору картриджа, обращенную к первой опоре. Первая и вторая опоры картриджа предназначены для перемещения относительно друг друга из открытого положения, для вставления картриджа в гнездо или извлечения картриджа из гнезда, в закрытое положение, для прохождения нагретой жидкости через такой картридж. По меньшей мере, одна опора из опор картриджа приводится в движение гидравлически и перемещается в закрытое положение с помощью средства нагнетания жидкости.
Это устройство используется в машине для приготовления напитков для вмещения картриджей с ингредиентом, например капсул и/или чалдов. Например, машина может быть машиной для приготовления кофе, чая, шоколада или супа. В частности, машина предназначена для приготовления в гнезде для картриджа напитка посредством прохождения горячей воды или другой жидкости через картридж, в котором содержится ингредиент приготавливаемого напитка, например молотый кофе или чай, или шоколад, или какао, или сухое молоко.
К примеру, машина для приготовления напитков содержит блок приготовления напитков, предназначенный для размещения используемых картриджей и выгрузки картриджей после использования, например устройство экстракции; корпус, имеющий отверстие, ведущее в то место, куда выгружаются картриджи из блока приготовления напитков; и приемник, имеющий полость, образующую место для хранения, предназначенное для сбора картриджей, выгружаемых в приемник до уровня наполнения. Приемник вставляется в гнездо для сбора картриджей и извлекается из гнезда для удаления собранных картриджей. Примеры таких машин описаны в документах WO 2009/074550 и РСТ/ЕР09/053368.
По изобретению средство нагнетания жидкости предназначено для повышения давления и обеспечения циркуляции ненагретой жидкости, по меньшей мере, к одной опоре для приведения в действие и перемещения, по меньшей мере, одной опоры за счет циркуляции ненагретой находящейся под давлением жидкости; и направления ненагретой находящейся под давлением жидкости, по меньшей мере, от одной опоры через нагреватель в гнездо для картриджа для экстракции ингредиента.
Гидравлически приводимая в действие и перемещаемая опора имеет конфигурацию линейного перемещения. Гидравлически приводимая в действие и перемещаемая опора может быть связана с расширительной камерой, в которой находящаяся под давлением жидкость циркулирует для расширения камеры и перемещения гидравлической опоры.
В варианте выполнения эта гидравлически перемещаемая опора картриджа содержит гидравлический поршень, например поршень, перемещаемый в поршневой камере, средство нагнетания жидкости, связанное с поршневой камерой для впрыскивания находящейся под давлением жидкости в камеру и гидравлического перемещения опоры с поршнем к противостоящей опоре в закрытое положение; средство нагнетания жидкости предназначено для впрыскивания ненагретой находящейся под давлением жидкости в поршневую камеру и направления этой жидкости под давлением через нагреватель из поршневой камеры в гнездо для картриджа. К примеру, поршневая камера имеет вход и выход для циркуляции находящейся под давлением жидкости через поршневую камеру, в то время как опоры картриджа находятся в закрытом положении.
Жидкость циркулирует под давлением от входа в поршневую камеру в гнездо картриджа, при этом жидкость, являющаяся ненагретой, когда она входит в поршневую камеру, нагревается при выходе из поршневой камеры и циркулирует после нагрева в гнездо картриджа. Циркуляция жидкости, используемая для повышения давления в поршневой камере во время цикла экстракции, является такой же циркуляцией жидкости, которая используется для экстракции ингредиента в картридже во время такого же цикла экстракции. Имеется одно устройство циркуляции жидкости для гидравлического закрывания гнезда для картриджа и удерживания его в закрытом состоянии и для экстракции ингредиента в картридже. Гидравлическое закрывание и удерживание гнезда в закрытом состоянии выполняются с ненагретой циркулирующей жидкостью, в то время как экстракция выполняется с жидкостью после нагрева
Поршневая камера имеет впуск и выпуск для жидкости под давлением, циркулирующей по поршневой камере, в то время как опоры картриджа находятся в закрытом положении.
Разумеется, существует возможность, при которой каждая из опор картриджа устройства может гидравлически приводиться в действие и перемещаться, в частности, посредством соединения с собственным гидравлическим поршнем и поршневой камерой. В этом случае конструкция нагнетания жидкости может быть предназначена для циркуляции жидкости под давлением из одной поршневой камеры в другую поршневую камеру и последующей циркуляции жидкости также под давлением через нагреватель и затем в гнездо для картриджа.
Таким образом, жидкость, которая находится под давлением для приведения в действие гидравлического закрывающего механизма, т.е. поршня, перемещающегося в поршневой камере, циркулирует под давлением от впуска к выпуску поршневой камеры и продолжает циркулировать под давлением из поршневой камеры в гнездо для картриджа через нагреватель в течение всего процесса экстракции. Другими словами, существует путь непрерывной циркуляции жидкости под давлением через поршневую камеру, нагреватель и далее в гнездо для картриджа. Однако в поршневой камере циркулирует ненагретая жидкость, что препятствует образованию накипи, и затем жидкость нагревается под давлением в нагревателе, после чего жидкость впрыскивается под давлением в гнездо картриджа.
Поршневая камера может иметь выпуск, соединенный с впуском гнезда для картриджа трубкой, связанной со встроенным нагревателем для нагрева жидкости, циркулирующей под давлением из поршневой камеры в гнездо картриджа и впрыскиваемой после нагрева в гнездо картриджа.
Средство нагнетания может быть предназначено для обеспечения циркуляции ненагретой воды под давлением от гидравлической опоры через клапан в гнездо для картриджа, при этом клапан предназначен для повышения управляемого давления в ненагретой циркулирующей жидкости, которая приводит в действие и перемещает гидравлическую опору.
В частности, средство нагнетания может иметь клапан между выпуском поршневой камеры и впуском гнезда для картриджа для повышения регулируемого давления в жидкости, циркулирующей под давлением через поршневую камеру.
Такой клапан также может действовать как противовозвратный клапан во избежание возврата жидкости из гнезда для картриджа. В менее предпочтительном варианте выполнения также имеется возможность исключить этот клапан и использовать картридж с ингредиентом, надлежащим образом расположенный у впуска жидкости гнезда для картриджа для повышения давления в жидкости для приведения в действие гидравлической опоры.
Устройство связано с насосом для нагнетания давления и циркуляции жидкости под давлением в гнезде для картриджа с помощью гидравлической опоры, например, через поршневую камеру и нагреватель. Такой насос, например поршневой насос, который известен в области машин для приготовления напитков, устанавливается перед гидравлической опорой.
По меньшей мере, одна из опор картриджа может перемещаться в направлении противостоящей опоры картриджа и от нее с помощью механической приводной конструкции. Механическое приводное средство может включать в себя рычаг передачи усилия, в частности шарнирное устройство, и/или шестеренчатое устройство передачи усилия, в частности устройство с прямозубыми шестернями. Механическое приводное средство может приводиться в действие приводимой в движение рукояткой и/или двигателем, в частности электродвигателем.
Механическое приводное средство предназначено для перемещения опор картриджа совместно на основном участке расстояния закрывания, например на 80%, 90% или 95% расстояния закрывания, и использования гидравлического закрывания для герметичного совместного уплотнения двух опор картриджа. Таким образом, герметичное уплотнение обеспечивается не за счет управления в конце расстояния закрывания, а посредством воздействия на давление закрывания в поршневой камере. Отсюда следует, что существует допуск на расстояние закрывания гнезда для картриджа, и можно исключить тонкую ручную регулировку. Например, расстояние гидравлического закрывания составляет 0,05-2 мм, в частности 0,1-1 мм, например 0,2-0,7 мм. Это значительно контрастирует с системами чисто механического открывания (негидравлическими), которые должны регулироваться с жесткими допусками, обычно вручную, в ходе процесса сборки.
В варианте выполнения одна из этих опор картриджа, первая или вторая, перемещается механическим приводным средством к противостоящей опоре картриджа или от нее, и эта противостоящая опора картриджа приводится в действие и перемещается гидравлически, например, содержит поршень, перемещающийся в поршневой камере.
В другом варианте выполнения опора картриджа, которая приводится в действие и перемещается гидравлически, например, опора, которая содержит поршень, перемещающийся в поршневой камере, также перемещается с помощью механического приводного средства.
Средство нагнетания жидкости может быть предназначено для нагнетания нагретой жидкости в гнездо картриджа через впуск жидкости гнезда, и этот впуск расположен в гидравлически приводимой в действие и перемещаемой опоре картриджа, например, имеющей поршень, перемещающийся в поршневой камере. Другими словами, одна и та же опора картриджа гнезда может быть связана с циркуляцией ненагретой воды и с циркуляцией нагретой воды. Таким образом, расположенное выше по технологическому потоку средство циркуляции жидкости, ведущее в гнездо для картриджа, может поддерживаться в соединении только с одной опорой картриджа, т.е. оно не должно быть связано с обеими опорами, что уменьшает длину соединительных трубок. Кроме того, это может иметь большое преимущество, когда поршневая камера удерживается в неподвижном состоянии в устройстве экстракции, поскольку гибкие трубки для циркуляции жидкости, которые сложно собирать в ходе автоматического процесса сборки, могут использоваться в минимальном количестве или даже могут быть исключены.
Средство нагнетания жидкости может быть предназначено для нагнетания нагретой жидкости в гнездо для картриджа через впуск жидкости гнезда, который расположен в одной из опор картриджа, противостоящей опоре картриджа, имеющей выпуск для дозирования жидкости по завершении экстракции ингредиента в картридже.
Нагреватель преимущественно связан со средством регулирования температуры. Средство определения температуры может содержать, по меньшей мере, один датчик температуры, выбранный из датчиков температуры, которые расположены перед поршневой камерой; в поршневой камере и/или рядом с ней; между поршневой камерой и нагревателем; в нагревателе; между нагревателем и гнездом для картриджа; и в гнезде для картриджа и/или рядом с ним.
В варианте выполнения средство регулирования температуры включает в себя датчик температуры у выпуска жидкости из нагревателя. Датчик (датчики) температуры предпочтительно соединен/соединены с электрической схемой управления нагревателем, в частности, для регулирования контура нагревателя.
Например, система имеет первый датчик для определения температуры жидкости между поршневой камерой и нагревателем и второй датчик для определения температуры между нагревателем и гнездом для картриджа. Эти два датчика используются для управления мощностью нагревателя с целью регулирования температуры воды, выходящей из нагревателя.
Изобретение также относится к системе, которая содержит картридж с ингредиентом и устройство, описанные выше, при этом картридж с ингредиентом удерживается в гнезде для картриджа вышеуказанного устройства.
В контексте вышеприведенного описания термин «нагретая жидкость» означает жидкость, которая была непосредственно нагрета нагревателем устройства экстракции. Термин «ненагретая жидкость» означает жидкость, которая, в частности, еще не вышла из поршневой камеры и не прошла через нагреватель. Таким образом, определение «ненагретая жидкость» включает в себя жидкость из источника жидкости, например, из бака, перед поршневой камерой и внутри поршневой камеры и, в общем, перед нагревателем.
Другие отличительные характеристики и преимущества изобретения будут приведены в подробном описании.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет описано со ссылкой на схематичные чертежи.
На фиг.1а-1с показаны виды в разрезе части устройства для экстракции напитка по изобретению, при этом устройство показано в открытой конфигурации;
на фиг.2а и 2b - перспективные виды части того же устройства для экстракции напитка в закрытой и открытой конфигурации, соответственно;
на фиг.3 - частично схематичный вид в разрезе устройства для экстракции напитка из фиг.1а-2b в закрытой конфигурации.
Осуществление изобретения
Далее настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретный вариант выполнения, показанный на фиг.1а-3.
На этих фигурах показано устройство 1 экстракции машины для приготовления напитков посредством циркуляции нагретой жидкости, например воды, через картридж 2 с ингредиентом в виде мягкого чалда, например, изготовленного в виде запечатанной и герметичной алюминиевой упаковки, в которой содержится ингредиент напитка, например молотый кофе, выпускаемый под торговой маркой NESPRESSO™.
Устройство 1 экстракции имеет гнездо 10 для картриджа, содержащее первую опору 20 картриджа и вторую опору 30 картриджа, обращенную к первой опоре 20 картриджа, которые предназначены для размещения картриджа 2 при открытой конфигурации, когда опоры находятся в разведенном состоянии, и для закрывания картриджа 2 при закрытой конфигурации экстракции, когда опоры находятся в сведенном состоянии. На фиг.1a, 1b, 1с и 2b показано гнездо 10 картриджа, когда опоры 20, 30 картриджа находятся в открытой конфигурации в разведенном состоянии. На фиг.2а и 3 показано гнездо 10 картриджа, когда опоры 20, 30 картриджа находятся в закрытой конфигурации экстракции в сведенном состоянии, и картридж 2 закрыт в гнезде 10.
На фиг.1а показано вставление картриджа 2 сверху в гнездо 10 картриджа под действием собственного веса. В частности, картридж 2 показан над входным каналом 11 картриджа, который ведет в расположенное ниже гнездо 10.
На фиг.1b показано удержание картриджа 2 в гнезде 10 для картриджа в открытом положении перед экстракцией. Гнездо 10 для картриджа связано с элементами 12 удержания картриджа для удержания картриджа 2 в гнезде 10, когда опорные элементы 20, 30 находятся в открытом разведенном положении. В частности, удерживающие элементы 12 расположены на периферии гнезда 10 так, чтобы ободок 3 картриджа 2 опирался на элементы 12 и прижимался к ним в этом промежуточном положении загрузки картриджа. Когда опорные элементы 20, 30 находятся в сведенном состоянии, картридж 2 с ободком 3 прижимаются опорным элементом 30 с помощью периферийных элементов 12 к противостоящему элементу 20 в положении экстракции картриджа, в котором картридж 2 закрыт между опорными элементами, 20, 30 (как показано на фиг.3).
На фиг.1с гнездо 10 картриджа снова показано в открытом положении после экстракции с опорными элементами 20, 30 в разведенной конфигурации. Устройство 1 подготовлено для выгрузки использованного картриджа 2 под действием собственного веса из гнезда 10 через нижний выпускной проход 13. Картридж 2 может выгружаться в сборник картриджей (не показан), расположенный под гнездом 10.
Общий принцип устройства экстракции с удерживающими элементами, относящийся к вставлению, промежуточному позиционированию, закрыванию и выгрузке картриджа 2, подробно описан в документе ЕР 1859714, в частности, для мягких или гибких картриджей, например, чалдов, а также в документе ЕР 1646305, в частности для жестких картриджей, например капсул. Эти публикации включены сюда посредством ссылки.
На фиг.2а и 3 опорные элементы 20, 30 показаны в сведенном положении, при котором они закрывают картридж 2 в гнезде 10.
Как подробно показано на фиг.3, гидравлическая опора 20 картриджа имеет трубчатый поршень 21, перемещающийся в поршневой камере 25. Поршневая камера 25 ограничивается наружной, в общем, чашеобразной передней частью 26, удерживающей переднюю часть опорного элемента 20 капсулы, и, в общем, трубчатой задней частью 27, внутри и вдоль которой перемещается поршень 21.
Кроме того, устройство 1 экстракции связано со средством нагнетания жидкости, которое включает в себя источник жидкости, например холодной воды, в частности, хранящейся в резервуаре 50, и насос 60 для перекачивания жидкости из резервуара 50 по трубке 61 и впуск 28 камеры под давлением в поршневую камеру 25 и затем под давлением через выпуск 29 камеры во встроенный нагреватель 70 по трубке 71 и далее из нагревателя 70 через обратный клапан по трубке 81 в трубчатый поршень 21, образующий нагреваемый впуск жидкости гнезда 10 картриджа.
В гнезде 10 картриджа находящаяся под давлением и нагретая жидкость протекает через картридж 2 для образования напитка посредством экстракции ингредиента, содержащегося в картридже 2, при этом напиток собирается и дозируется через носик 35, связанный с опорой 30 картриджа.
Для ясности путь течения жидкости через устройство 1 экстракции схематично показан на фиг.3 толстыми стрелками.
Это средство нагнетания жидкости соединено с поршневой камерой 25 для нагнетания ненагретой жидкости под давлением в камеру 25 и перемещения гидравлической опоры 20 картриджа с поршнем 21 относительно противостоящей опоры 30 картриджа в закрытое положение. Уплотнения 22, 23, например кольцевые уплотнения, между опорой 20, 21 картриджа и передней и задней частями 26, 27 препятствуют утечке из камеры 25. По изобретению после циркуляции по поршневой камере 25 жидкость далее непрерывно циркулирует под давлением из поршневой камеры 25 через нагреватель 70 в гнездо 10 картриджа.
Кроме того, опора 30 картриджа может перемещаться в направлении противостоящей опоры 20 и от нее с помощью механического приводного устройства.
Как подробно показано на фиг.2а и 2b, механическое приводное устройство содержит рукоятку 41, приводимую в действие вручную и шарнирно установленную на неподвижной раме 40 с помощью оси 42 рукоятки 41. Пара рычагов 43 на одном конце 44 установлена на рукоятке 41 с возможностью поворота на расстоянии от оси 42, а на другом конце 45 эта пара рычагов шарнирно соединена с опорой 30 картриджа, так что, когда рукоятка 41 перемещается из открытого положения (фиг.2b) в закрытое положение (фиг.2а), рычаги 43 приводятся в движение рукояткой 41, поворачиваясь вокруг оси 42 перемещения опоры 30 картриджа в направлении опоры 20 картриджа. Для внедрения этого дополнительного аспекта изобретения могут использоваться различные механические приводные устройства, приводимые в действие вручную или имеющие электрический привод, например, описанные в документах ЕР 1646305, ЕР 1859713, ЕР 1767129 и WO 20009/043630, которые включены сюда посредством ссылки.
На раме 40 также установлен кожух 40' для защиты трубки 61, впускного соединения 28, а также передней и задней частей 26, 27, ограничивающих поршневую камеру 25. Передняя и задняя части 26, 27 также крепятся к раме 40. Трубки 61,71 могут быть установлены между закрепленными элементами 26, 60, 70, 80 и могут быть изготовлены из жестких материалов, которые не требуют сложного обращения в процессе автоматизированного изготовления устройства экстракции.
Кроме того, для облегчения повторного открывания рукоятки 41 предусмотрен пружинный элемент, который подвергается действию нагрузки во время закрывания, и который автоматически перемещает рукоятку 41 назад при открывании. В частности, витая пружина 46 имеет один конец, прикрепленный к раме 40, и другой конец, прикрепленный к оси 42. Витая пружина 46 установлена вокруг оси 42. Разумеется, что для получения этого или подобного эффекта могут использоваться различные конструкции пружин. Кроме того, с учетом эргономического фактора в отношении управления механическим приводным устройством во время открывания и закрывания с помощью рукоятки 41 для повышения комфорта пользователя во время манипулирования рукояткой 41 предусмотрен гаситель колебаний во время перемещений. В этом конкретном примере демпфер предусмотрен в виде прямозубых шестерней, которые следуют за поворотом оси 42. Первая зубчатая шестерня 47 установлена на оси 42, а вторая зубчатая шестерня 48, взаимодействующая с первой шестерней 47, установлена с возможностью поворота на раме 40 для демпфирования поворота оси 42.
Разумеется, имеется возможность установить пружину в противоположном направлении, чтобы облегчить закрывание устройства экстракции.
Устройство 1 экстракции также снабжено выталкивателем 90 картриджа для выталкивания картриджа 2 при повторном открывании после экстракции для способствования выгрузке картриджа 2. Стержень выталкивателя 90 перемещается в трубчатом поршне 21 и приводится в действие кулачком 49 и толкателем 91 кулачка за счет перемещения рукоятки 41, к которой присоединен кулачок 49. На фиг.3 выталкиватель 90 показан в убранном положении, в то время как на фиг.1b выталкиватель 90 показан в выдвинутом положении для выталкивания картриджа из опоры 20 картриджа.
На фиг.3 также показана опора 20 картриджа, снабженная разбрызгивателем 95 для впрыскивания нагретой жидкости в картридж 2 через полые иглы 96 для прокалывания картриджа 2. Во время использования нагретая жидкость подается под давлением из трубки 81 в трубчатый поршень 21 для циркуляции вокруг выталкивателя 90, вдоль разбрызгивателя 95 и в картридж 2 через иглы 96. Уплотнения 92, 93, например кольцевые уплотнения, предназначены для препятствования утечке впрыскиваемой воды вдоль выталкивателя 90. Противостоящая опора 20 картриджа поддерживает открывающее средство 97, например, в форме диска с разрывающими элементами, например пирамидками. Нагретая жидкость, впрыскиваемая в картридж 2 через иглы 96, обеспечивает экстракцию ингредиента, содержащегося в картридже, и выходит из картриджа 2 у открывающего средства 97, откуда она циркулирует к носику 35 для дозирования напитка. Для сбора напитка, дозируемого из носика 35, который соединен с опорой 30 картриджа, может использоваться чашка или кружка. После экстракции выталкиватель 90 способствует отделению картриджа 2 от игл 96.
После вставления картриджа 2 в открытое гнездо 10 (фиг.1b) пользователь опускает рукоятку 4, в результате чего передняя часть устройства 1 экстракции, т.е. опора 30 картриджа, поступательно перемещается рычагом 43 и рычажным механизмом, помещенными с обеих сторон устройства 1 экстракции. Периферийные фланцы 3 картриджа 2 вытесняется за удерживающие элементы 12. После завершения закрывания с помощью рукоятки 41 картридж 2 оказывается между диском 97 с пирамидками и разбрызгивателем 95 и прокалывается иглами 96. На этом этапе обеспечивается почти полная герметизация гнезда 10 для картриджа вокруг картриджа 2. В этой почти закрытой конфигурации опоры 20, 30 картриджа разведены менее чем на 2,5 мм, обычно, менее чем на 1,5 мм, например, менее чем на 0,5 мм.
Как вариант, также имеется возможность обеспечить расстояние закрывания таким образом, чтобы прокалывание картриджа происходило под действием гидравлического закрывания, а не под действием механического закрывания. Это создает преимущество, состоящее в том, что от пользователя не требуется обеспечивать увеличенное усилие закрывания для прокалывания картриджа. Это закрывание обеспечивается насосом.
Рукоятка 41 может быть расположена на раме 40 так, чтобы по достижении рукояткой 41 горизонтального положения пользователь мог почувствовать, что она заблокирована в результате окончания перемещения.
После приведения в действие насоса 60 для приготовления напитка ненагретая жидкость, например холодная вода, подается в поршневую камеру 25. Жидкость выходит из поршневой камеры 25 и протекает через нагревательный элемент 70 и затем в клапан 80. Когда давление жидкости перед клапаном 80 начинает повышаться, опора 20 картриджа с поршнем 21 поступательно перемещается и под действием увеличивающегося давления жидкости в поршневой камере 25 оказывается у противостоящей опоры 30 картриджа для надлежащей герметизации картриджа 2 в гнезде 10 для картриджа. Открывание клапана 80 происходит при уровне давления, достаточном для предотвращения утечки между опорами 20, 30 картриджа, как показано на фиг.3.
После открывания клапана 80 для прохода жидкости находящаяся под давлением нагретая жидкость протекает в разбрызгиватель 95 и в картридж 2 через иглы 96, в результате чего давление в картридже 2 увеличивается до тех пор, пока в картридже не будут выполнены отверстия диском 97 с пирамидками так, чтобы во время экстракции жидкость могла вытекать из картриджа 2.
В конце варки клапан 80 может быть деактивирован для сброса давления в поршневой камере 25. Таким образом, опоры 20, 30 картриджа разгерметизируются и могут отделиться друг от друга. Клапан 80, который может быть электромагнитным клапаном, деактивируется посредством отключения насоса 60.
Для выгрузки картриджа 2 после использования пользователь освобождает рукоятку 41, которая открывается автоматически под действием пружины 46 с контролируемой скоростью под действием демпфера 47, 48.
Передняя часть устройства 1 экстракции, т.е. опора 30 картриджа, отводится от задней части устройства 1 экстракции, т.е. опоры 20 картриджа. Это ведет к дальнейшему открыванию гнезда 10 картриджа, в то время как выталкиватель 90 выдвигается под действием кулачка 49 и толкателя 91 кулачка для выталкивания картриджа 2 из опоры 20 картриджа, после чего картридж падает под действием собственного веса из гнезда 10 картриджа (фиг.1с) в сборник использованных картриджей (не показан), расположенный внизу.