УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРФОРИРОВАНИЯ ПОРЦИОННЫХ КАПСУЛ
DEVICE FOR PERFORATING PORTIONED CAPSULES

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к автоматическим машинам для приготовления напитков, в частности настоящее изобретение ссылается на устройство для перфорирования порционных капсул настаиваемых продуктов в машине для приготовления напитков, в частности горячих напитков, таких как, например, кофе, чай, ромашка и т.д.
Уровень техники
Хорошо известны автоматические машины для приготовления напитков, которые используют чалды, капсулы или картриджи, изготовленные, например, из пластика, бумаги или металлического материала и содержащие заданные порции кофе или другого настаиваемого продукта. В этих машинах высокотемпературная жидкость, обычно вода, вводится под давлением внутрь капсулы, имеющей, по существу, цилиндрическую форму, через первую стенку капсулы, причем напиток вытекает из второй стенки, противоположной первой стенке. Вышеупомянутые стенки снабжены отверстиями или проницаемыми участками для обеспечения прохода воды и напитка.
Порционная капсула помещена внутрь камеры настаивания машины, которая, в общем, может находиться в открытом положении, чтобы обеспечивать вставление или извлечение капсулы из самой машины, и в рабочем положении, в котором вышеуказанная первая стенка капсулы поддерживается закрывающей стенкой камеры настаивания, через которую проходит горячая вода под давлением.
В некоторых вариантах выполнения камера настаивания закреплена, и закрывающая стенка вышеуказанной камеры линейно перемещается для вставления капсулы в вышеуказанную камеру настаивания и, следовательно, закрывания в ней капсулы.
Если порционная капсула запечатана для обеспечения лучшей сохранности продукта, содержащегося внутри капсулы, и улучшения гигиенических условий процесса для приготовления напитка, требуется средство перфорирования для перфорирования противоположных стенок капсулы и для ввода внутрь капсулы горячей воды под давлением, обеспечивающее, таким образом, вытекание напитка.
С этой целью нижняя стенка цилиндра настаивания снабжена рядом полых выступов, пригодных для перфорирования второй стенки капсулы. Напиток, который получают с помощью растворения или настаивания продукта, содержащегося внутри капсулы, проникает внутрь каналов, расположенных в каждом полом выступе, через отверстия, образованные выступами в стенках. Каналы выступов связаны со сборным каналом, который направляет напиток к дозирующему носику машины.
Конфигурация полых выступов должна быть пригодной для обеспечения герметичности у стенки, т.е. обеспечения того, что напиток будет проходить только через каналы выступов и сборный канал. Таким образом, напиток не сможет вытекать в цилиндр настаивания.
Аналогично, закрывающая стенка камеры настаивания имеет один или несколько, по существу, полых выступов, которые пригодны для перфорирования первой стенки капсулы и переноса воды внутрь капсулы.
В целях экономии средств и легкости конструкции при производстве кофейных машин ряд ее компонентов, к числу которых, в частности, относятся цилиндр настаивания и закрывающий поршень, изготавливают из пластика, обычно с помощью литья под давлением.
Недостатком вышеуказанных устройств перфорирования для перфорирования капсул является недолговечность изготовленных из пластика полых выступов, которые под воздействием высокотемпературной воды под давлением разрушаются после относительного небольшого числа рабочих циклов машины. Разрушение выступа приводит к засорению соответствующего канала, через который проходит вода, и/или недостаточной герметичности у стенки капсулы. Это взывает ухудшение качества напитка по той причине, что вода проходит не через всю порцию продукта, содержащегося внутри капсулы. Кроме того, уменьшается количество дозируемого напитка, поскольку часть напитка перетекает в камеру настаивания внутри машины.
Это недостаток заставляет использовать перфорирующие элементы, которые можно удалять из машины и которые, при необходимости, можно устанавливать на место. Однако это решение не предотвращает постепенное ухудшение качества напитка и/или частичное перетекание самого напитка в цилиндр настаивания или остановку машины для замены перфорирующих элементов. Кроме того, периодическая замена перфорирующих элементов является дорогостоящей операцией.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы усовершенствовать известные устройства перфорирования для перфорирования порционных капсул растворимого или настаиваемого продукта, например кофе, чая и т.д., для приготовления напитков, в частности горячих напитков.
По нескольким вариантам выполнения задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить устройство перфорирования, которое обеспечивает надлежащее перфорирование капсулы и оптимальное прохождение воды и/или напитка и которое, в то же время, имеет высокую износоустойчивость и продолжительный срок службы.
Другая задача по нескольким вариантам выполнения настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить устройство перфорирования, которое обеспечивает простой и экономичный способ и которое может быть легко и быстро установлено на машину для приготовления напитков.
По настоящему изобретению предлагается устройство перфорирования для перфорирования капсулы, содержащей растворимый или настаиваемый продукт, которое может быть связано с машиной для приготовления напитков и содержит корпус, имеющий первую поверхность, снабженную, по меньшей мере, одним острым выступом, пригодным для перфорирования стенки вышеуказанной капсулы в рабочем положении, и средства с каналом, образующие жидкостную связь для соединения первой поверхности со второй противоположной поверхностью вышеуказанного корпуса, в котором вышеуказанный, по меньшей мере, один острый выступ содержит расположенную в стороне или боковую стенку, снабженную средством с канавкой в форме одной или нескольких канавок, соединенных с вышеуказанным средством с каналом и расположенных таким образом, что они соединяют внутренний объем вышеуказанной капсулы с вышеуказанным средством с каналом в вышеуказанных рабочих положениях.
Благодаря настоящему изобретению имеется возможность предложить устройство, обеспечивающее надлежащее перфорирование порционных капсул и оптимальное прохождение воды и/или напитка во время рабочей фазы в машине для приготовления напитков, с которой могут быть связаны вышеуказанное устройство и вышеуказанная капсула.
Фактически, устройство содержит ряд острых выступов или острых концов, расположенных на расстоянии друг от друга и распределенных на первой стороне. Каждый выступ имеет боковую стенку, снабженную рядом канавок, соединенных с соответствующими сквозными отверстиями средств с каналом. В рабочем положении перфорирования каждый выступ образует соответствующее отверстие в стенке капсулы, частично проникая во внутренний объем капсулы. Края вышеуказанных отверстий, по существу, плотно пристают к боковой стенке выступов, благодаря пластической деформации материала, из которого изготовлена капсула. Таким образом, прохождение напитка, поступающего из капсулы, может иметь место только через вышеуказанные канавки, соединенные со средством с каналом. Аналогично, вышеуказанные края плотно пристают к первой поверхности устройства, таким образом, предотвращая или в значительной степени уменьшая растекание напитка наружу вышеуказанного средства с каналом внутрь камеры настаивания вышеуказанной машины.
В то же время, поскольку выступы имеют, по существу, сплошное поперечное сечение по всему выступу - канавки имеют уменьшенные размеры и находятся на боковых стенках - они обладают высокой стойкостью и механической прочностью, и они имеют значительно больший срок службы, чем срок службы, по существу, полых выступов известных устройств перфорирования.
Краткое описание чертежей
Изобретение можно лучше понять из следующего ниже описания со ссылкой на приложенные чертежи, показывающие неограниченный вариант выполнения изобретения, на которых:
фиг.1 - вид сверху на устройство перфорирования порционных капсул настаиваемого продукта, являющегося предметом изобретения;
фиг.2 - сечение по плоскости II-II из фиг.1;
фиг.3 - увеличенный вид детали конструкции устройства из фиг.1, на котором показан один острый выступ для перфорирования;
фиг.4 - сечение по плоскости IV-IV из фиг.3, на котором показан острый выступ совместно с капсулой в рабочем положении перфорирования;
фиг.5 - частичный разрез машины для приготовления напитков, содержащей камеру настаивания, снабженную устройством перфорирования из фиг.1 и средством закрывания в открытом положении для вставления капсулы;
фиг.6 - увеличенный частичный разрез машины из фиг.5, на котором камера настаивания, содержащая капсулу, и устройство закрывания находятся в закрытом положении.
Осуществление изобретения
Со ссылкой на фиг.1-6 поз.1 показывает устройство перфорирования для перфорирования капсулы 100 растворимого или настаиваемого продукта, которое может быть связано с камерой настаивания или цилиндром 51 машины 50 для приготовления напитков, в частности горячих напитков, таких как кофе, чай, ромашка и т.д.
Устройство 1 содержит, по существу, плоский корпус 2, например, по существу, круглой формы, снабженный двумя поверхностями 3, 4, параллельными друг другу и взаимно противоположными.
Первая поверхность снабжена одним или несколькими острыми перфорирующими выступами или острыми концами 5, пригодными для перфорирования нижней стенки 101 вышеуказанной стенки 100 в рабочем положении С перфорирования (фиг.4), что объясняется более подробно в следующем ниже описании.
Устройство 1, кроме того, содержит средства 8 с каналом, которые связывают первую поверхность 3 со второй поверхностью 4. Вышеуказанные средства 8 с каналом включают в себя средства, пригодные для установления жидкостной связи между первой и второй поверхностью корпуса 2. В некоторых вариантах выполнения вышеуказанные средства 8 с каналом представлены в форме проемов или отверстий, проходящих по всей толщине вышеуказанного корпуса.
В преимущественном варианте выполнения каждый выступ 5 имеет сплошное сечение и, по существу, коническую или пирамидальную форму с основанием, расположенным на первой поверхности 3, и содержит боковую стенку 6, снабженную средством с канавкой в форме одной или нескольких канавок 7, соединенных с вышеуказанным средством 8 с каналом и расположенных таким образом, что они соединяют внутренний объем 103 вышеуказанной капсулы 100 с вышеуказанным средством 8 с каналом в вышеуказанном рабочем положении С.
Предпочтительно, чтобы средства с канавкой содержали одну или несколько канавок 7, расположенных под углом на расстоянии друг от друга на боковой стенке 6 выступа 5 и продолжающихся, по существу, вдоль плоскости, содержащей продольную ось Х выступа, т.е., по существу, параллельно образующей вышеуказанной конической боковой стенки 6.
В предпочтительном варианте выполнения имеется, например, три канавки 7 и они расположены на расстоянии друг от друга под углом 120°.
Преимущественно канавка 7 ограничена с боковых сторон двумя боковыми стенками 7с, по существу, параллельными друг другу, и снизу нижней стенкой, образованной первым участком 7а, по существу, параллельным оси X, и вторым участком 7b, по существу, параллельным боковой стенке 6.
Каждая канавка 7 имеет, по существу, постоянную ширину L.
В модифицированном варианте выполнения, который не показан, канавка 7 содержит соответствующую, по существу, вогнутую и дугообразную нижнюю стенку.
В другом варианте выполнения устройства, который не показан, канавка 7 имеет переменную ширину, в частности ширину, по существу, пропорциональную расстоянию от вышеуказанной первой поверхности 3.
В следующем варианте выполнения, который не показан, канавка 7 имеет, по существу, переменное сечение.
В предпочтительном варианте выполнения, который не показан, канавка 7 имеет продольную стенку 7с и нижние стенки 7а, 7b, спроектированные как участок поверхности, полученный из решения квадратного уравнения.
Средства с каналом содержат ряд сквозных отверстий, полученных в корпусе 2 устройства 1, причем каждое сквозное отверстие 8 соединено с соответствующей канавкой 7 выступов 5.
В частности, каждая канавка 7 заканчивается в открытой полости 9, например, круглой формы, на нижней части 9а которой имеется соответствующее сквозное отверстие 8.
Таким образом, каждый выступ 5 окружен тремя полостями 9, в которых заканчиваются соответствующие канавки 7.
Функция полости 9 будет подробно описана ниже.
В первом специальном варианте выполнения устройства в основании каждого выступа 5 предусмотрено кольцевое углубление или канал 10, причем это углубление или канал соединяет друг с другом три полости 9.
В модифицированном варианте выполнения устройства 1, который не показан на фигурах, предусматривается, что выступы 5 имеют пирамидальную форму с многоугольным основанием, например треугольным или квадратным. В этом случае каждая канавка 7 находится на соответствующей плоской грани боковой стенки вышеуказанного выступа 5.
Каждое сквозное отверстие 8 содержит первый участок 8а и второй участок 8b. Первый участок 8а имеет форму удлиненного ушка, расположенного, по существу, соосно с соответствующей канавкой 7 и заканчивающегося на нижней части 9а соответствующей полости 9. Второй участок 8b имеет, по существу, цилиндрическое сечение, соединяя первый участок 8а со второй поверхностью 4 устройства.
Как можно видеть из чертежей, каждый выступ 5 снабжен основанием, с помощью которого вышеуказанный выступ связан с вышеуказанной первой поверхностью 3 корпуса 2. Отверстия 8 спроектированы таким образом, что они расположены на боковой стороне соответствующего основания соответствующего выступа. Таким образом, каждый выступ 5 может быть изготовлен сплошным, а не полым, как в устройствах перфорирования по известному уровню техники, за исключением очень узкой канавки или канавок 7. Жидкость, выходящая из картриджа или капсулы, перфорированной с помощью выступов 5, протекает по канавкам 7 и выходит из камеры настаивания через отверстия 8, расположенные сбоку относительно основания соответствующего выступа 5.
В частности, у второй поверхности 4 предусмотрено сборное отделение 12, в котором заканчиваются вторые участки 8b вышеуказанных сквозных отверстий 8; вышеуказанное сборное отделение 12 расположено таким образом, что оно примыкает к опорной поверхности 59 на нижней стенке 53 камеры 51 настаивания.
Перфорирующие выступы 5 расположены на первой поверхности 3 вокруг центральной оси Z вышеуказанного устройства 1 так, что они обеспечивают, по существу, равномерное прохождение воды для настаивания в рабочем положении машины 50.
Кроме того, устройство 1 содержит ряд других отверстий 11, расположенных на расстоянии под углом относительно центральной оси Z и предусмотренных для крепления вышеуказанного устройства 1 с возможностью разборки, например, с помощью резьбовых средств, к нижней стенке 53 камеры 51 настаивания кофейной машины 50.
Со ссылкой на фиг.4, в рабочем положении С перфорирования каждый перфорирующий выступ 5 выполняет соответствующее отверстие в первой стенке 101 капсулы 100, частично проникая во внутренний объем 103 капсулы. Край 101а вышеуказанного отверстия пристает, по существу, плотно к боковой стенке 6 выступа 5 благодаря пластической деформации материала, из которого изготовлена капсула 100. Таким образом, прохождение жидкости, напитка, поступающего из капсулы 100, может иметь место только по канавкам 7, соединенным с полостями 9 и сквозными отверстиями 8.
Аналогичным образом вышеуказанные края 101а пристают, по существу, плотно к первой поверхности 3 устройства, таким образом, предотвращая или в значительной степени уменьшая растекание напитка наружу полостей 9, которые действуют как сборные полости для собирающейся вышеуказанной жидкости.
Что касается второй поверхности 4 устройства 1, то жидкость, поступающая из отверстий 8, собирается в сборном отделении 12, обращенном к опорной поверхности 59 на нижней стенке 53 камеры настаивания 51, которая соединена с каналом 58 дозирования.
Таким образом, устройство 1 обеспечивает надлежащее и оптимальное перетекание напитка из капсулы 100 по канавам 7 и отверстиям 8, одновременно предотвращая не отвечающее требованиям и нежелательное растекание вышеуказанного напитка на первую поверхность 3 устройства 1 и внутрь камеры 51 настаивания.
Перфорирующие выступы 5 устройства 1 имеют, по существу, сплошное сечение на всем протяжении вдоль оси X, причем это сечение, по существу, не уменьшается и не ослабляется канавками 7, которые имеют относительно ограниченные размеры. По этой причине перфорирующие выступы 5 обладают высокой стойкостью и механической прочностью, и они имеют значительно больший срок службы, чем срок службы полых выступов известных устройств перфорирования, даже если они изготовлены из пластика.
Аналогично сквозные отверстия 8 содержат первый участок 8а, имеющий форму удлиненного ушка с уменьшенными размерами, и их количество превышает количество перфорирующих выступов 5, с целью обеспечить более высокую стойкость и жесткость корпуса 2 устройства 1, который, таким образом, не имеет сквозных отверстий больших размеров.
Устройство перфорирования 1 образовано как цельный компонент, например, с помощью литья под давлением соответствующего пластика, пригодного для использования с продуктами питания.
Со ссылкой на фиг.5 и 6 машина 50 для приготовления напитков является машиной известного типа, содержащей средство 52, включающее в себя, например, закрывающий поршень, поворачивающийся вокруг соответствующей оси между открытым положением А для вставления капсулы 100 и положением поворачивания, при котором он выровнен с камерой 51 настаивания, предусмотренной на нижней стенке 53 устройства 1 перфорирования. В частности, вышеуказанное устройство 1 крепится с помощью резьбовых крепежных средств к вышеуказанной нижней стенке 53 так, что сборное отделение 12 примыкает к опорной поверхности 59 последней.
Кроме того, закрывающий поршень 52 может скользить вдоль соответствующей оси Y, так чтобы вставлять и закрывать капсулу 100 внутри камеры 51 настаивания в закрывающем положении В.
В этом закрывающем положении В наружный кольцевой участок нижней стенки 101 капсулы 100 примыкает к устройству 1 перфорирования и вышеуказанная нижняя стенка 101 образует выпуклость, направленную к внутреннему объему 103 капсулы 100. Другая стенка 102, противоположная стенке 101, перфорируется другими острыми выступами 55 пластины 54, вставленной в полость 60 вышеуказанного закрывающего поршня 52, содержащего впускное отверстие 61 для жидкости для настаивания.
Другие перфорирующие выступы 55 пригодны для выполнения прорезей в вышеуказанной другой стенке 102 для прохождения воды без обеспечения герметичности, которая не требуется по той причине, что через закрывающий поршень 52 проходит только вода для настаивания.
Фактически, пластина 54 через впускное отверстие 61 соединена с питающим каналом 56, подача воды в который осуществляется с помощью насоса известного типа, который поэтому не показан, пригодного для подачи горячей воды под давлением из кипятильника.
Другие выступы 55 перфорируют другую стенку 102 капсулы 100, таким образом, обеспечивая впуск горячей воды. Давление горячей воды во внутреннем объеме 103 капсулы 100 вызывает выворачивание наружу стенки 101, которая может, таким образом, перфорироваться выступами 5 устройства 1 в положении С перфорирования (фиг.4).
В модифицированном варианте выполнения, который не показан, капсула 100 имеет, по существу, плоскую стенку 101. В этом случае закрытое положение В и положение С перфорирования соответствуют друг другу, поскольку сжатие капсулы 100 в камере 51 настаивания закрывающим поршнем 52 вызывает немедленное перфорирование стенки 101 и другой стенки 102 соответственно выступами 5 и другими выступами 55.
В другом варианте выполнения машины 50, не показанном на фигурах, закрывающий поршень 52 также содержит устройство 1 перфорирования, адекватное устройству перфорирования, установленному на нижней части камеры 51 настаивания и вставленному в полость 60.
Следует понимать, чертеж показывает только один пример, приведенный только в качестве практической демонстрации изобретения и который может изменяться по форме и расположению без отклонения от объема идеи, лежащей в основе изобретения. Любые ссылочные номера в приложенной формуле изобретения предназначены для облегчения чтения формулы изобретения со ссылкой на описание и чертеж и не ограничивают объем защиты, представленный в формуле изобретения.