ВКЛАДЫШ, МАШИНА И СИСТЕМА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ Российский патент 2009 года по МПК A47J31/06 

Настоящее изобретение относится к вкладышу, машине и системе для приготовления напитков.

Известно создание машин и систем для приготовления таких напитков, как кофе, чай и шоколад. Обычно, ингредиенты напитков в таких системах используют либо без упаковки, либо содержащимися в контейнере. Известно, что в некоторых машинах используют гибкие контейнеры, такие, как пакетики из фильтровальной бумаги, содержащие обжаренный и молотый кофе или листовой чай. Также хорошо известно, что в других машинах используют контейнеры в форме картриджей, которые могут быть жесткими, полужесткими или гибкими и которые пробиваются во время приготовления напитка. В обоих случаях машина для использования с такими контейнерами специально приспособлена для размещения контейнера конкретной конструкции в варочной головке и для пропускания воды и/или водяного пара сквозь контейнер с целью приготовления напитка, розлив которого осуществляется впоследствии. Такую машину для приготовления напитков можно использовать на рынках товаров общепита или бытовых товаров. На рынке бытовых товаров потребители могут и не захотеть пользоваться отдельными машинами для приготовления напитков из разных ингредиентов напитков или даже ингредиентов напитков без упаковки. Поэтому целью настоящего изобретения является создание вкладыша, машины для приготовления напитков и системы для приготовления напитков, которая позволяет потребителям использовать множество контейнеров с ингредиентами или ингредиентов без упаковки в одной и той же машине для приготовления напитков. Согласно одному аспекту целью настоящего изобретения является создание вкладыша машины для приготовления напитков, который предназначен главным образом для использования с картриджами - жесткими, полужесткими или гибкими и который обеспечивает розлив ингредиентов напитков из гибких контейнеров, таких, как фильтровальные пакетики, в машине для приготовления напитков.

Соответственно, согласно настоящему изобретению создан вкладыш для использования в машине для приготовления напитков, содержащей варочную головку, выложенную с возможностью размещения в ней жесткого или полужесткого картриджа, при этом варочная головка содержит направленный вверх впускной канал для подачи воды в варочную головку и направленный вниз выпускной канал для вытекания напитка, приготовленного машиной, причем вкладыш содержит верхнюю часть, нижнюю часть и уплотнительное средство, при этом верхняя и нижняя части выполнены с возможностью перемещения между открытой конфигурацией, в которой можно загружать заданное количество ингредиентов напитка во вкладыш, и закрытой конфигурацией, в которой верхняя и нижняя части уплотнены уплотнительным средством с образованием между ними варочного объема, содержащего при эксплуатации упомянутое количество ингредиентов напитка, причем нижняя часть содержит впускной канал и выпускной канал, расположенные с возможностью сообщения соответственно с впускным каналом и выпускным каналом варочной головки машины для приготовления напитков, когда вкладыш вставлен в машину таким образом, что при его использовании вода из впускного канала варочной головки проходит вверх по впускному каналу вкладыша в варочный объем и таким образом, что напиток, приготовленный из воды и упомянутого количества ингредиентов напитка, проходит вниз по выпускному каналу вкладыша, вытекая из выпускного канала варочной головки.

Вкладыш преимущественно обеспечивает розлив заданного количества ингредиентов напитка из машины для приготовления напитков, предназначенной для размещения в ней жестких, полужестких и гибких вкладышей, причем ингредиенты напитка не обязательно содержатся в картридже.

Упомянутое количество ингредиентов напитка, загружаемых при использовании во вкладыш, может не иметь упаковки. Например, во вкладыш можно загружать обжаренный и молотый кофе и листовой чай без упаковки. В этом случае вкладыш предпочтительно содержит фильтрующее средство между варочным объемом и выпускным каналом вкладыша. Это предотвращает попадание мелких частиц или листьев при розливе в чашку. Фильтр может быть расположен между верхней и нижней частями вкладыша таким образом, что будет окружать выпускной канал вкладыша. Как вариант, фильтр может накрывать сам проем выпускного канала.

Согласно альтернативному аспекту количество ингредиентов напитка, загружаемых во вкладыш, может содержаться в контейнере, который имеет фильтрующее средство. Контейнер может быть гибким. Контейнер может быть выполнен, по меньшей мере, частично из фильтровальной бумаги или фильтрующей мембраны. В частности, контейнер может быть фильтровальным пакетиком. Вкладыш преимущественно обеспечивает возможность извлечения ингредиентов напитка, заключенных в фильтровальном пакетике или аналогичном средстве, без необходимости правильного подбора размеров пакетика для варочной головки.

Согласно альтернативному аспекту контейнер является жестким или полужестким картриджем. Форма картриджа может быть любой из полусферической, цилиндрической, круглой или квадратной. Сам вкладыш может представлять собой картридж. Это позволяет использовать в машине для приготовления напитков картриджи, размеры которых не предназначены специально для варочной головки.

Уплотнительное средство может находиться на или в верхней части вкладыша. Как вариант, уплотнительное средство может находиться на или в нижней части вкладыша.

В одном варианте осуществления уплотнительное средство содержит кольцевое уплотнение для обеспечения уплотнения вокруг периферии варочного объема. Например, уплотнительное средство может содержать уплотнительное кольцо.

Уплотнительное средство предпочтительно выполнено из эластомерного материала.

В одном аспекте верхняя часть и нижняя часть отсоединены друг от друга. Это может оказаться выгодным при упрощении процесса загрузки. Верхняя часть и нижняя часть могут содержать взаимодействующие образования, обеспечивающие соединения верхней части и нижней части друг с другом путем защелкивания.

Одна или другая из верхней и нижней частей может быть полупостоянно установлена в варочной головке машины или вставлена в эту головку. Согласно альтернативному аспекту верхняя часть и нижняя часть соединены петлей, позволяющей перемещать верхнюю и нижнюю часть между открытой и закрытой конфигурациями. Петлевое соединение верхней и нижней частей преимущественно способствует предотвращению потери одной или другой части, когда вкладыш извлекают из машины.

Верхняя часть вкладыша предпочтительно является жесткой или полужесткой, вследствие чего давление, прикладываемое при использовании к верхней части вкладыша закрывающим механизмом машины для приготовления напитков при закрывании упомянутого закрывающего механизма, обеспечивает прижатие верхней и нижней частей вкладыша друг к другу с усилием, достаточным для того, чтобы уплотнительное средство могло обеспечить уплотнение верхней и нижней частей вкладыша при их смыкании друг с другом. Усилие, прикладываемое для уплотнения верхней и нижней частей закрывающим механизмом, предотвращает утечку воды или другой текучей среды при розливе.

Вкладыш предпочтительно является жестким или полужестким, вследствие чего давление, прикладываемое при использовании к верхней части вкладыша закрывающим механизмом машины для приготовления напитков при закрывании упомянутого закрывающего механизма, обеспечивает уплотнение нижней части вкладыша вблизи впускного отверстия варочной головки машины для приготовления напитков. Усилие, прикладываемое для уплотнения нижней части вкладыша вблизи впускного отверстия закрывающим механизмом, предотвращает утечку воды или другой текучей среды в месте, где вода попадает во вкладыш из впускного канала варочной головки.

Верхняя часть может быть выполнена в форме чашеобразной оболочки.

В одном аспекте, нижняя часть вкладыша выполнена в форме одной детали. Как вариант, нижняя часть вкладыша может быть выполнена более чем из одной детали.

Вкладыш может быть дискообразным. Это преимущественно максимизирует вместимость варочного объема, который может быть охвачен варочной головкой.

Вкладыш может быть выполнен из пластмассы.

Предпочтительно, впускной канал и выпускной канал вкладыша копланарны. Это с выгодой обеспечивает надлежащее уплотнение у варочной головки в местах, где варочная головка является по существу плоской. Как вариант, впускной канал и выпускной канал вкладыша не копланарны.

Вкладыш может содержать проем для размещения в нем, при введении вкладыша в машину для приготовления напитков, окна блока считывания штрихкода или блока считывания идентификационной радиометки (RFID) упомянутой машины. Этот проем может быть копланарным с впускным каналом и выпускным каналом вкладыша.

Впускной канал вкладыша может находиться на или вблизи периферии нижней части, а выпускной канал вкладыша может находиться в центре нижней части. Следовательно, при использовании поток через вкладыш может проходить из впускного канала в выпускной канал. Поток через вкладыш может проходить в основном в направлении внутрь - из впускного канала в выпускной канал. Поток, текущий внутрь, к центральному выпускному каналу, преимущественно позволяет придать машине для приготовления напитков габариты, делающие ее компактной.

Вкладыш может дополнительно содержать средство крепления вкладыша с возможностью поворота к машине для приготовления напитков.

Упомянутое поворотное средство может обеспечивать поворот вкладыша при закрывании закрывающего механизма машины для приготовления напитков с приданием горизонтальной ориентации, вследствие чего нижняя часть оказывается уплотненной у впускного канала варочной головки.

Упомянутое поворотное средство может содержать одну или более лап, которые выполнены с возможностью крепления к одной или нескольким точкам шарнира варочной головки и поворота вокруг них.

Вкладыш может также содержать кодовое средство для управления работой упомянутой машины для приготовления напитков. Кодовое средство может содержать штрихкод или идентификационную радиометку (RFID).

Согласно настоящему изобретению также создана система для приготовления напитков, содержащая машину для приготовления напитков и вкладыш для использования в упомянутой машине, причем упомянутый вкладыш является таким, как описано выше.

Машина для приготовления напитков предпочтительно содержит варочную головку, выполненную с возможностью размещения в ней жесткого или полужесткого картриджа, при этом варочная головка содержит направленный вверх впускной канал для подачи воды в варочную головку и направленный вниз выпускной канал для вытекания напитка, приготовленного машиной. Преимущественно, машина для приготовления напитков является, в частности, компактной, потому что приток во вкладыш происходит в направлении вверх, а отток из него - в направлении вниз. Это исключает необходимость обеспечения верхней части варочной головки трубками для протекания воды, напитка или порошка, а также приводит к упрощенной конструкции машины и уменьшению габаритной высоты машины.

Впускной канал варочной головки может находиться на или вблизи периферии варочной головки, а выпускной канал варочной головки может находиться в центре варочной головки.

При введении вкладыша в варочную головку впускной канал и выпускной канал вкладыша предпочтительно оказываются над отверстиями направленного вверх впускного канала и направленного вниз выпускного канала варочной головки.

Варочная головка машины для приготовления напитков может содержать закрывающий механизм, выполненный с возможностью перемещения между открытой конфигурацией, в которой вкладыш можно вставлять в варочную головку, и закрытой конфигурацией, в которой вкладыш зажат внутри закрывающего механизма, с усилием, достаточным для того, чтобы уплотнительное средство вкладыша могло обеспечить уплотнение верхней и нижней частей вкладыша при их смыкании друг с другом.

Варочная головка машины для приготовления напитков может содержать закрывающий механизм, выполненный с возможностью перемещения между открытой конфигурацией, в которой вкладыш можно вставлять в варочную головку, и закрытой конфигурацией, в которой нижняя часть вкладыша уплотнена у впускного канала варочной головки машины для приготовления напитков.

Варочная головка может содержать неподвижную нижнюю часть и поворотную верхнюю часть, причем неподвижная нижняя часть содержит впускной канал и выпускной канал варочной головки, а верхняя часть выполнена с возможностью поворота из открытого положения, в котором вкладыш можно вставлять в варочную головку, и закрытого положения, в котором вкладыш находится в зацеплении между неподвижной нижней частью и поворотной верхней частью.

Вкладыш может быть прикреплен с возможностью поворота к варочной головке таким образом, что поворот верхней части варочной головки из открытого положения в закрытое приводит к повороту вкладыша с введением его в контакт с неподвижной нижней частью.

Вкладыш может быть выполнен с возможностью установки непосредственно на неподвижную нижнюю часть варочной головки, когда верхняя часть варочной головки находится в открытом положении. Такой вкладыш не нужно прикреплять к варочной головке.

Машина для приготовления напитков может содержать блок считывания для обнаружения штрихкода или идентификационной радиометки (RFID), находящейся на вкладыше.

Система может дополнительно содержать некоторое количество ингредиентов напитка. Согласно одному аспекту упомянутое количество ингредиентов напитка содержится в контейнере, имеющем фильтрующее средство. Ингредиенты напитков могут быть выбраны из группы, содержащей обжаренный и молотый кофе, листовой чай, порошкообразный кофе, порошкообразный чай, порошковое молоко, смесь «каппуччино», какао-порошок, а также жидкий шоколад, кофе, чай и молоко. Контейнер может быть гибким. Контейнер может быть выполнен, по меньшей мере, частично из фильтровальной бумаги или фильтрующей мембраны.

Настоящее изобретение также включает в себя способ розлива напитка с использованием машины для приготовления напитков, содержащей варочную головку, выполненную с возможностью размещения в ней жесткого или полужесткого картриджа, при этом варочная головка содержит направленный вверх впускной канал для подачи воды в варочную головку и направленный вниз выпускной канал для вытекания напитка, приготовленного машиной, причем способ включает в себя этапы, на которых:

открывают закрывающий механизм машины для приготовления напитков,

вставляют вкладыш по любому из пп. 1-35 формулы изобретения в варочную головку, причем упомянутый вкладыш содержит заданное количество ингредиентов напитка,

закрывают закрывающий механизм, зажимая вкладыш с достаточным усилием, так что уплотнительное средство вкладыша уплотняет верхнюю и нижнюю часть вкладыша при их смыкании друг с другом,

приводят в действие машину для приготовления напитков, пропуская воду вверх из впускного канала варочной головки по впускному каналу вкладыша в варочный объем вкладыша,

осуществляют розлив напитка, приготовленного в варочном объеме из воды и ингредиентов напитка, вниз по выпускному каналу вкладыша и выпускному каналу варочной головки.

Во вкладыш согласно настоящему изобретению можно загружать один или более компонентов напитка, подходящих для приготовления продукта в виде напитка. Этот продукт в виде напитка может быть одним из кофе, чая, шоколада или напитка на основе молочного продукта, включая молоко. Ингредиенты напитка могут быть порошкообразными, молотыми, имеющими основой листья или жидкими. Ингредиенты напитка могут быть нерастворимыми или растворимыми. Примеры включают в себя обжаренный и молотый кофе, листовой чай, какао-порошок и сухой суповой концентрат, жидкие напитки на основе молочных продуктов, газированные напитки и концентрированные фруктовые соки.

В нижеследующем описании термины «верхний» и нижний», а также их эквиваленты, будут употребляться для характеристики относительного расположения признаков изобретения. Термины «верхний» и «нижний», а также их эквиваленты, следует понимать как относящиеся к вкладышу (или другим компонентам) в его (их) обычной ориентации при вставлении в машину для приготовления напитков и последующем розливе. Кроме того, для описания относительного расположения признаков изобретения будут употребляться термины «внутренний» и «внешний», а также их эквиваленты. Термины «внутренний» и «внешний», а также их эквиваленты, следует понимать как относящиеся к относительным положениям вкладыша (или других компонентов), находящихся соответственно ближе или дальше от центра или главной оси Х вкладыша (или другого компонента).

Теперь, лишь в качестве примера, будет приведено описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1а - вид спереди в перспективе машины для приготовления напитков согласно настоящему изобретению;

фиг. 1b - вид спереди в перспективе машины с фиг. 1а с варочной головкой в открытом положении;

фиг. 2 - вид сзади в перспективе машины с фиг. 1а, на котором для ясности не показаны некоторые детали;

фиг. 3 - еще один вид сзади в перспективе машины с фиг. 1а, на котором для ясности не показаны некоторые детали;

фиг. 4 - вид в перспективе варочной головки машины с фиг. 1а, на котором для ясности не показаны некоторые детали;

фиг. 5 - еще один вид в перспективе варочной головки машины с фиг. 1а, на котором для ясности не показаны некоторые детали;

фиг. 6 - вид в разрезе варочной головки в закрытом положении;

фиг. 7 - вид в разрезе варочной головки в открытом положении, причем головка изображена содержащей вкладыш в форме картриджа согласно настоящему изобретению;

фиг. 8 - схематическая компоновка машины с фиг. 1а;

фиг. 9а и 9b - схематические компоновки первого и второго распознающих код средств для машины с фиг. 1а;

фиг. 10 - вид в плане содержащего штрихкод картриджа с ингредиентами напитка согласно настоящему изобретению;

фиг. 11 - вид в разрезе внешнего элемента картриджа согласно настоящему изобретению, который может быть использован в машине для приготовления напитков согласно настоящему изобретению;

фиг. 12 - вид в разрезе детали внешнего элемента с фиг. 11, иллюстрирующий цилиндрический выступ, направленный внутрь;

фиг. 13 - вид в разрезе детали внешнего элемента с фиг. 11, иллюстрирующий щель;

фиг. 14 - вид сверху в перспективе внешнего элемента с фиг. 11;

фиг. 15 - вид сверху в перспективе внешнего элемента с фиг. 11 в перевернутой ориентации;

фиг. 16 - вид в плане сверху внешнего элемента с фиг. 11;

фиг. 17 - вид в разрезе внутреннего элемента картриджа;

фиг. 18 - вид сверху в перспективе внутреннего элемента с фиг. 17;

фиг. 19 - вид сверху в перспективе внутреннего элемента с фиг. 17 в перевернутой ориентации;

фиг. 20 - вид в плане сверху внутреннего элемента с фиг. 17;

фиг. 21 - вид в разрезе картриджа в собранном состоянии;

фиг. 22 - вид сверху в перспективе еще одного варианта осуществления вкладыша в соответствии с настоящим изобретением, иллюстрирующее его верхнюю и нижнюю части в разделенном состоянии;

фиг. 23 - вид снизу в перспективе нижней части вкладыша с фиг. 22;

фиг. 24 - вид сверху в перспективе вкладыша с фиг. 22, иллюстрирующее его верхнюю и нижнюю части, герметично соединенные друг с другом; и

фиг. 25 - вид в перспективе варочной головки машины для приготовления напитков в открытом положении, иллюстрирующее расположение вкладыша с фиг. 22 в упомянутой головке.

Система для приготовления напитков

На фиг. 1а-9b показана машина 201 для приготовления напитков согласно настоящему изобретению. Машина 201 для приготовления напитков в общем случае включает в себя корпус 210, содержащий резервуар 220 для воды, водонагреватель 225, водяной насос 230, воздушный компрессор 235, управляющий процессор, пользовательский интерфейс 240 и варочную головку 250. В свою очередь, варочная головка 250 в общем случае содержит держатель 251, распознающее средство 252, а также впускной и выпускной пробойники 253, 254.

Машина 201 для приготовления напитков выполнена с возможностью розлива ингредиентов напитков из вкладышей в форме картриджей 1, таких как показанные на фиг. 10-21. В частности, варочная головка 250 предназначена для размещения в ней таких картриджей 1 и правильного розлива ингредиентов напитков, содержащихся в ней. В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения вкладыш выполнен с возможностью обеспечения розлива из варочной головки тех ингредиентов напитков, которые либо не имеют упаковки, либо содержатся в других контейнерах, таких как гибкие пакетики. Однако для того, чтобы облегчить понимание легко изменяемой работы машины для приготовления напитков и варочной головки, сначала - перед описанием самого вкладыша - будет описан пример картриджа 1 и его использование в машине 201 для приготовления напитков, пояснение которой приведено выше.

Картридж для использования в системе

Как показано на фиг. 10-21, картридж 1 в общем случае содержит внешний элемент 2, внутренний элемент 3 и слоистый материал 5. Внешний элемент 2, внутренний элемент 3 и слоистый материал 5 собраны в форме картриджа 1, который имеет внутреннее пространство 120 для содержания одного или более ингредиентов напитка, впускной канал 121, выпускной канал 122 и путь протекания напитка, связывающий впускной канал 121 с выпускным каналом 122 и проходящий сквозь внутреннее пространство 120. Впускной канал 121 и выпускной канал 122 сначала герметизированы слоистым материалом 5, и их открывают при эксплуатации, пробивая или прорезая слоистый материал 5. На путь протекания напитка наложены ограничения в виде пространственных межэлементных соотношений между внешним элементом 2, внутренним элементом 3 и слоистым материалом 5, которые рассмотрены ниже. Картридж 1 может, при необходимости, включать в себя и другие компоненты, такие как фильтр 4, как будет дополнительно описано ниже.

Картридж 1 предпочтительно предназначен для использования при раздаче отфильтрованных продуктов, таких, как обжаренный и молотый кофе или листовой чай. Однако картридж 1 можно использовать и с другими продуктами, такими как шоколад, кофе, чай, подслащивающие вещества, сладкие наливки, ароматизирующие вещества, алкогольные напитки, ароматизированное молоко, фруктовые соки, сквоши (соки с мякотью), соусы и десерты.

Как можно заметить, глядя на фиг. 15, общая форма картриджа 1 в общем случае является круглой или дискообразной, причем диаметр картриджа 1 значительно больше, чем его высота. Главная ось Х проходит через центр внешнего элемента, как показано на фиг. 11. Как правило, габаритный диаметр внешнего элемента 2 составляет 74,5 мм ± 6 мм, а габаритная высота составляет 16 мм ± 3 мм. Как правило, объем картриджа 1 в сборе составляет 30,2 мл ± 20 %.

Внешний элемент 2 в общем случае содержит чашеобразную оболочку 10, имеющую криволинейную кольцевую стенку 13, закрытую вершину 11 и открытое дно 12. Диаметр внешнего элемента 2 на вершине 11 меньше, чем на дне 12, что является следствием расширения кольцевой стенки 13, когда она проходит от закрытой вершины 11 к открытому дну 12. Кольцевая стенка 13 и закрытая вершина 11 совместно ограничивают сосуд, имеющий внутреннее пространство 34.

На закрытой вершине 11 предусмотрен полый направленный внутрь цилиндрический выступ 18 с центром на главной оси Х. Как яснее показано на фиг. 12, этот цилиндрический выступ 18 содержит ступенчатый профиль, имеющий первый, второй и третий участки 19, 20 и 21. Первый участок 19 является прямым круговым цилиндрическим. Второй участок 20 имеет форму усеченного конуса и сужается внутрь. Третий участок 21 является еще одним прямым круговым цилиндром и он закрыт нижним торцом 31. Диаметр первого, второго и третьего участков 19, 20 и 21 претерпевает ступенчатое уменьшение таким образом, что диаметр цилиндрического выступа 18 уменьшается по мере прохождения от вершины 11 к закрытому нижнему торцу 31 цилиндрического выступа 18. На цилиндрическом выступе 18 в сопряжении между вторым и третьим участками 20 и 21 выполнен в основном горизонтальный заплечик 32.

Во внешнем элементе 2 выполнен заплечик 33, выступающий наружу к дну 12. Выступающий наружу заплечик 33 образует вспомогательную стенку 15, соосную с кольцевой стенкой 13, таким образом, что ограничивает кольцевую дорожку, образующую коллектор 16 между вспомогательной стенкой 15 и кольцевой стенкой 13. Коллектор 16 проходит вокруг периферии внешнего элемента 2. В кольцевой стенке 13 предусмотрена последовательность щелей 17 вровень с коллектором 16 для обеспечения сообщения посредством газа и жидкости между коллектором 16 и внутренним пространством 34 внешнего элемента 2. Как показано на фиг. 13, щели 17 представляют собой вертикальные прорези в кольцевой стенке 13. Количество предусматриваемых щелей составляет от 20 до 40. В иллюстрируемом варианте осуществления имеется тридцать семь щелей 17, отстоящих друг от друга в основном на одинаковые расстояния по периферии коллектора 16. В предпочтительном варианте щели 17 имеют длину от 1,4 до 1,8 мм. Обычно длина каждой щели равна 1,6 мм, что составляет 10% от габаритной высоты внешнего элемента 2. Ширина каждой щели составляет от 0,25 до 0,35 мм. Обычно ширина каждой щели равна 0,3 мм. Такая ширина щелей достаточно мала, чтобы предотвратить прохождение ингредиентов напитка через эти щели в коллектор 16 либо во время хранения, либо при эксплуатации.

Во внешнем элементе 2 - на периферии внешнего элемента 2 - выполнена впускная камера 26. Как лучше всего показано на фиг. 15, предусмотрена цилиндрическая стенка 27, которая образует впускную камеру 26 во внутреннем пространстве 34 внешнего элемента 2 и отделяет упомянутую камеру от этого пространства. Цилиндрическая стенка 27 имеет закрытый верхний торец 28, который образован в плоскости, перпендикулярной главной оси Х, и открытый нижний конец 29, копланарный с дном 12 внешнего элемента 2. Впускная камера 26 сообщается с коллектором 16 через две щели 30, как показано на фиг. 11. Как вариант для сообщения между коллектором 16 и впускной камерой 26 можно использовать от одной до четырех щелей.

Нижний конец выступающего наружу заплечика 33 снабжен выступающим наружу фланцем 35, который выступает перпендикулярно главной оси Х. Как правило, фланец 35 имеет ширину от 2 до 4 мм. Один участок фланца 35 является более крупным, образуя рукоятку 24, за которую можно держать внешний элемент 2. Рукоятка 24 снабжена повернутым вверх ободом 25 для улучшения захвата.

Верхний элемент 2 выполнен в виде одной цельной детали из полиэтилена высокой плотности, полипропилена, полистирола, сложного полиэфира или слоистого материала, содержащего два или более из упомянутых материалов. Подходящим полипропиленом является вещество из семейства полимеров, поставляемых фирмой DSM UK Limited (Реддитч, Соединенное Королевство). Внешний элемент может быть непрозрачным, прозрачным или полупрозрачным. Процессом его изготовления может быть литьевое (инжекционное) формование.

Внутренний элемент 3, как показано на фиг. 17-20, содержит кольцевой каркас 41 и выступающую вниз цилиндрическую воронку 40. Главная ось Х проходит через центр внутреннего элемента 3, как показано на фиг. 17.

Как лучше всего видно на фиг. 18, кольцевой каркас 41 содержит внешний обод 51 и внутреннюю ступицу 52, соединенные десятью равностоящими друг от друга радиальными спицами 53. Внутренняя ступица 52 выполнена как единое целое с цилиндрической воронкой 40 и выступает из нее. В кольцевом каркасе 41 между радиальными спицами 53 выполнены фильтрационные проемы 55. На кольцевом каркасе 41 расположен фильтр 4, накрывающий фильтрационные проемы 55. Этот фильтр предпочтительно выполнен из материала с высокой влагостойкостью, например, нетканого материала волокон сложного полиэфира. Другие материалы, которые можно использовать, включают в себя водонепроницаемый целлюлозный материал, такой как целлюлозный материал, содержащий переплетенные волокна бумаги. Переплетенные волокна бумаги могут быть смешаны с волокнами полипропилена, поливинилхлорида и/или полиэтилена. Включение этих пластмасс в целлюлозный материал делает этот целлюлозный материал термоплавким. Фильтр 4 также может быть обработан или покрыт материалом, который активируется нагревом и/или давлением, вследствие чего он может быть наплавлен на кольцевой каркас 41.

Как показано в профиле разреза на фиг. 17, внутренняя ступица 52 располагается ниже, чем внешний обод 51, что приводит к наличию скошенного нижнего профиля у кольцевого каркаса 41.

Верхняя поверхность каждой спицы 53 снабжена вертикальной переборкой 54, которая делит пустое пространство над кольцевым каркасом 51 на множество проходов 57. Каждый проход 57 ограничен на каждой стороне переборкой 54, а на нижней поверхности - фильтром 4. Проходы 57 проходят от внешнего обода 51 вниз к цилиндрической воронке 40 и открываются в нее в отверстиях 56, ограниченных внутренними оконечностями переборок 54.

Цилиндрическая воронка 40 содержит внешнюю трубку 42, окружающую внутренний сливной желоб 43. Внешняя трубка 42 образует внешнюю поверхность цилиндрической воронки 40. Сливной желоб 43 соединен с внешней трубкой 42 на верхнем конце сливного желоба 43 посредством кольцевого фланца 47. Сливной желоб 43 содержит впускной канал 45 на верхнем конце, который сообщается с отверстиями 56 проходов 57, и выпускной канал 44 на нижнем конце, через который приготовленный напиток сливается в чашку или другой сосуд. Сливной желоб 43 содержит участок 48 в форме усеченного конуса на верхнем конце и цилиндрический участок 58 на нижнем конце. Цилиндрический участок 58 может иметь небольшую конусность, вследствие которой он сужается к выпускному каналу 44. Участок 48 в форме усеченного конуса способствует направлению напитка из проходов 57 вниз к выпускному каналу 44 без внесения турбулентности в напиток. Верхняя поверхность участка 48 в форме усеченного конуса снабжена четырьмя несущими переборками 49, равностоящими друг от друга вдоль периферии цилиндрической воронки 40. Несущие переборки 49 образуют между собой каналы 50. Верхние края несущих переборок 49 выровнены друг с другом и перпендикулярны главной оси Х.

Внутренний элемент 3 может быть выполнен в форме одной цельной детали из полипропилена или аналогичного материала, как описано выше, и способом литьевого (инжекционного) формования, т.е точно так же, как внешний элемент 2.

Как вариант, внутренний элемент 3 и/или внешний элемент 2 могут быть изготовлены из полимера, подверженного биологическому разложению. Примеры подходящих материалов включают в себя полиэтилен, подверженный разложению (например, SPITEK, поставляемый фирмой Symphony Environmental, Борхэмвуд, Соединенное Королевство), полиэфирамид, подверженный биологическому изображению (например, ВАК 1095, поставляемый фирмой Symphony Environmental), полимолочные кислоты (ПМА, поставляемые фирмой Cargil, штат Миннесота, США), полимеры на основе крахмала, производные целлюлозы и полипептиды.

Слоистый материал 5 образован из двух слоев, первого слоя алюминия и второго слоя литого полипропилена. Слой алюминия имеет толщину от 0,02 до 0,07 мм. Слой литого полипропилена имеет толщину от 0,025 до 0,065 мм. В одном варианте осуществления слой алюминия имеет толщину 0,06 мм, а слой литого полипропилена имеет толщину 0,025 мм. Этот слоистый материал целесообразен, в частности, потому, что он обладает большим сопротивлением скручиванию во время сборки. В результате слоистый материал 5 можно предварительно разрезать, придавая ему правильные размеры и форму, а затем транспортировать на станцию сборки в технологической линии без искажения формы. Вследствие этого слоистый материал 5 весьма подходит, в частности, для сварки. Можно использовать и другие слоистые материалы, включая такие слоистые материалы, как полиэтилентерефталат (ПЭТФ)/алюминий/полипропилен (ПП), полиэтилен (ПЭ)/сополимер этилена и винилового спирта (СЭиВС)/ПП, ПЭТФ/слой металлизации/ПП и алюминий/ПП. Вместо штампованного исходного материала можно использовать катаный исходный слоистый материал.

Вместо гибкого слоистого материала картридж 1 может быть закрыт жесткой или полужесткой крышкой.

Сборка картриджа 1 предусматривает следующие этапы:

а) вставляют внутренний элемент 3 во внешний элемент 2;

б) вырезают фильтр 4, придавая ему нужную форму и устанавливая на внутренний элемент 3 так, чтобы он оказался расположенным поверх цилиндрической воронки 40 и опирался на кольцевой каркас 41;

в) соединяют внутренний элемент 3, внешний элемент 2 и фильтр 4 посредством ультразвуковой сварки;

г) наполняют картридж 1 одним или несколькими ингредиентами напитка;

д) прикрепляют слоистый материал 5 к внешнему элементу 2.

Эти этапы будут подробнее рассмотрены ниже.

Внешний элемент 2 ориентируют так, чтобы его открытое дно 12 было направлено вверх. Затем внутренний элемент 3 вставляют во внешний элемент 2, устанавливая внешний обод 51 по скользящей посадке в осевом выступе 14 на вершине 11 картриджа 1. При этом цилиндрический выступ 18 внешнего элемента 2 оказывается заключенным в верхнем участке цилиндрической воронки 40 внутреннего элемента 3. Третий участок 21 цилиндрического выступа 18 сажают внутрь цилиндрической воронки 40 внутреннего элемента 3 таким образом, что закрытый нижний торец 31 цилиндрического выступа 18 оказывается опертым на несущие переборки 49 внутреннего элемента 3. Затем устанавливают фильтр 4 поверх внутреннего элемента 3 так, чтобы фильтрующий материал контактировал с кольцевым ободом 51. Затем используют процесс ультразвуковой сварки, чтобы соединить фильтр 4 с внутренним элементом 3 и в то же время - и на том же технологическом этапе - соединить внутренний элемент 3 с внешним элементом 2. Внутренний элемент 3 и фильтр 4 сваривают вокруг внешнего обода 51. Внутренний элемент 3 и внешний элемент 2 соединяют посредством линий сварных швов вокруг внешнего обода 51, а также верхних краев переборок 54.

Как лучше всего видно на фиг. 21, внешний элемент 2 и внутренний элемент 3, когда они соединены друг с другом, образуют пустое пространство 130 во внутреннем пространстве 120 под кольцевым фланцем 41 и снаружи цилиндрической воронки 40, которое образует фильтрационную камеру. Фильтрационная камера 130 и проходы 57 над кольцевым каркасом 41 разделены фильтровальной бумагой 4.

Фильтрационная камера 130 содержит один или более ингредиентов 200 напитка. В фильтрационную камеру 130 пакуют один или более ингредиентов напитка. В случае фильтруемого напитка ингредиентом, как правило, является обжаренный и молотый кофе или листовой чай. Плотность набивки ингредиентов в фильтрационной камере 130 можно изменять, если это желательно. Как правило, в случае продукта, являющегося фильтруемым кофе, фильтрационная камера содержит обжаренный и молотый кофе в количестве от 5,0 до 10,2 граммов в фильтрационном слое, толщина которого, как правило, составляет от 5 до 14 мм. По выбору, внутреннее пространство 120 может содержать одно или более тел, таких как сферы, которые свободно перемещаются во внутреннем пространстве 120, способствуя перемешиванию за счет внесения турбулентности и разрушения осадков ингредиентов напитка при сливе напитка.

Затем слоистый материал 5 прикрепляют к внешнему элементу 2 путем формирования сварного шва 126 вокруг периферии слоистого материала 5 для соединения слоистого материала 5 с нижней поверхностью выступающего наружу фланца 35. Сварной шов 126 расширяют для герметизации слоистого материала 5 у нижнего края цилиндрической стенки 27 впускной камеры 26. Кроме того, формируют сварной шов 125 между слоистым материалом 5 и нижним краем внешней трубки 42 цилиндрической воронки 40. Слоистый материал 5 образует нижнюю стенку фильтрационной камеры 130, а также герметизирует впускную камеру 26 и цилиндрическую воронку 40. Вместе с тем, между слоистым материалом 5 и нижним краем сливного желоба 43 перед розливом имеется малый зазор 123. Можно применять множество способов сварки, таких как сварка нагревом или ультразвуковая сварка, в зависимости от характеристик материала, присущих слоистому материалу 5.

Внутренний элемент 3 преимущественно проходит между внешним элементом 2 и слоистым материалом 5. Внутренний элемент 3 сформирован из относительно жесткого материала, такого, как полипропилен. Как таковой, внутренний элемент 3 образует несущий нагрузку элемент, который действует, удерживая слоистый материал 5 и внешний элемент 2 отстоящими друг от друга при сжатии картриджа 1. В предпочтительном варианте, картридж 1 при эксплуатации подвергается воздействию сжимающей нагрузки от 130 до 280 Н. Эта сжимающая нагрузка действует, предотвращая выпадение картриджа вследствие нагнетания давления внутри, а также служит для прижатия внутреннего элемента 3 и внешнего элемента 2 друг к другу. Это обеспечивает то, что внутренние размеры проходов и проемов в картридже 1 останутся фиксированными и не смогут изменяться во время нагнетания давления в картридже 1.

Чтобы использовать картридж 1, его сначала вставляют в машину для приготовления напитков и открывают впускной канал 121 и выпускной канал 122 с помощью пробойников машины для приготовления напитков, которые пробивают слоистый материал 5 и отгибают его. Водная среда, как правило - вода, под давлением входит в картридж 1 через впускной канал 21, попадая во впускную камеру 26 под давлением, находящимся в диапазоне от 0,1 до 2,0 бар. Отсюда вода направляется таким образом, что она протекает через щели 30 по коллектору 16 и далее в фильтрационную камеру 130 картриджа 1 через множество щелей 17. Вода нагнетается через фильтрационную камеру 130 в радиальном направлении внутрь и смешивается с содержащимися в ней ингредиентами 200 напитка. В то же время, вода нагнетается вверх через ингредиенты напитка. Напиток, образовавшийся за счет прохождения воды через ингредиенты напитка, проходит через фильтр 4 и фильтрационные проемы 55 в проходы 57, находящиеся над кольцевым каркасом 41. Герметичная установка фильтра 4 на спицы 53 и сваривание обода 51 с внешним элементом 2 обеспечивает то, что «цепей короткого замыкания» не будет и что весь напиток будет вынужден пройти через фильтр 4.

Затем напиток течет вниз по радиальным проходам 57, образованным между переборками 54, через отверстия 56 и далее в цилиндрическую воронку 40. Напиток проходит по каналам 50 между несущими переборками 49 вниз по сливному желобу 43 к выпускному каналу 44, где напиток сливается в сосуд, такой как чашка.

Машина для приготовления напитков предпочтительно содержит аппарат продувки воздухом, посредством которого сжатый воздух нагнетается через картридж 1 в конце цикла розлива, чтобы согнать остающийся напиток в сосуд.

Картридж 1, описанный выше, приведен в качестве примера картриджа того типа, который обеспечивает розлив из варочной головки машины для приготовления напитков. Для розлива напитков других типов, например вспененного молока, кофе «экспрессо», шоколада, можно предусмотреть другие картриджи аналогичного типа.

Машина для приготовления напитков

Как показано на фиг. 1а, корпус 210 содержит и удерживает в нужном положении другие компоненты машины 201. Корпус 210 предпочтительно выполнен полностью или частично из робастной пластмассы, такой как АБС - сополимер. Как вариант корпус 310 может быть выполнен полностью или частично из металлического материала, такого как нержавеющая сталь или алюминий. Корпус 210 предпочтительно представляет собой конструкцию типа раковины моллюска, имеющую переднюю половину 211 и заднюю половину 212, которые обеспечивают доступ внутрь во время сборки с целью установки компонентов машины 201 и могут быть после этого соединены друг с другом, образуя внутреннее пространство 213 корпуса 210. Задняя половина 212 обеспечивает выемку 214 для подсоединения резервуара 220 для воды. Корпус 210 выполнен с такими средствами, как защелки, упоры, бобышки и резьбовые участки для фиксации компонентов машины 201 в нужном положении без необходимости иметь отдельное шасси. Это уменьшает общую стоимость и массу машины 201. Основание 215 корпуса 210 предпочтительно снабжено ножками, чтобы машина могла надежно стоять на них. Как вариант, само основание 215 может иметь форму, образующую устойчивую опору.

Передняя половина 211 корпуса 210 содержит станцию 270 розлива, в которой происходит розлив напитка. Станция 270 розлива содержит стойку 271 для сосуда, имеющую полое внутреннее пространство, образующее поддон 272 для капающей воды. Верхняя поверхность 273 стойки для сосуда снабжена решеткой 274, на которую устанавливают сосуд. Поддон 272 для капающей воды выполнен с возможностью извлечения из корпуса 210 с целью простого слива собранной воды. В верхней половине корпуса 210 над стойкой 271 для сосуда выполнена выемка 275, соответствующая размерам сосуда.

Варочная головка 250 расположена ближе к вершине корпуса 210 над стойкой для сосуда, как показано на фиг. 1а и 1b. В предпочтительном варианте высоту сетки 274 относительно варочной головки 250 можно корректировать с тем, чтобы обеспечить соответствие разным размерам сосуда. В предпочтительном варианте сосуд располагают как можно ближе к варочной головке 250, но с сохранением возможности вставления сосуда в станцию 270 розлива и извлечения сосуда из нее, что обеспечивает минимизацию высоты, с которой разливаемый напиток должен падать перед вступлением в контакт с сосудом. Это позволяет минимизировать расплескивание и разбрызгивание напитка и минимизировать потерю вносимых воздушных пузырьков там, где они есть. В предпочтительном варианте между решеткой 274 и варочной головкой 250 можно вставлять сосуды, высота которых составляет от 70 мм до 110 мм.

На передней поверхности корпуса 210 находится пользовательский интерфейс 240 машины, который содержит кнопку 241 пуска-останова и множество индикаторов 243 - 246 состояния.

Индикаторы 243-246 состояния предпочтительно включают в себя светоизлучающий диод (СИД) 243 для индикации готовности машины 201, СИД 244 для индикации появления ошибки при работе машины 201, и одни или более СИДов 245-246 для индикации работы машины в ручном или автоматическом режимах. Управление СИДами 243-246 можно осуществлять, обеспечивая свечение с постоянной интенсивностью, прерывистое мигание, или реализуя обе эти возможности в зависимости от состояния машины 201. Свет СИДов 243-246 может иметь множество цветов, включая зеленый, красный и желтый.

Кнопка 241 пуска-останова управляет началом цикла розлива и является нажимной кнопкой ручного управления, выключателем или аналогичным средством.

Можно предусмотреть орган управления коррекцией объема, чтобы обеспечить пользователю машины 201 возможность корректировать объем подаваемого напитка вручную, не изменяя другие рабочие характеристики. В предпочтительном варианте орган управления коррекцией объема обеспечивает коррекцию объема в пределах плюс-минус 20%. Орган управления коррекцией объема может быть поворотной ручкой, линейным ползуном, органом цифровой индикации с кнопками положительного и отрицательного приращения, или аналогичным средством. В более типичном случае пользователь управляет объемом, нажимая на кнопку 241 пуска-останова.

На машине 201 можно предусмотреть ручной выключатель электропитания (не показан). Как вариант выключателем электропитания можно управлять, просто вставляя или извлекая шнур электропитания, идущий от розетки сети электропитания.

Резервуар 220 для воды установлен сзади корпуса 210 и соединен с задней половиной 212 корпуса 210. Резервуар 220 для воды содержит в основном цилиндрический кожух 221, который может быть прямым круговым цилиндрическим или иметь форму усеченного конуса, что желательно по эстетическим причинам. Резервуар содержит впускной канал для его наполнения водой, который при эксплуатации закрыт снимаемой вручную крышкой 222. Ближе к нижнему концу резервуара предусмотрен выпускной канал, который сообщается с водяным насосом 230. Резервуар 220 для воды может быть выполнен из прозрачного или полупрозрачного материала, что позволяет потребителю видеть количество воды, остающееся в резервуаре. В альтернативном варианте резервуар 220 для воды может быть выполнен из непрозрачного материала, но иметь выполненное в нем смотровое окно. Помимо вышеупомянутых особенностей или вместо них резервуар 220 для воды может быть оснащен датчиком низкого уровня, который препятствует работе водяного насоса 230 и при необходимости включает предостерегающий индикатор, такой как СИД, когда уровень воды в резервуаре снижается до заданного уровня. Резервуар 220 для воды предпочтительно имеет вместимость приблизительно 1,5 литра.

Водяной насос 230 функционально подсоединен между резервуаром 220 для воды и водонагревателем 225, как схематически показано на фиг. 8, а управляет этим насосом управляющий процессор. Насос обеспечивает максимальный расход воды 900 мл/мин при максимальном давлении 2,5 бар. В предпочтительном варианте при нормальной эксплуатации давление будет ограничено величиной 2 бар. Расходом воды через машину 201 может управлять управляющий процессор, который по достижении некоторой процентной доли максимального расхода циклически прерывает подачу электропитания на насос. В предпочтительном варианте привод насоса можно осуществлять при любом значении из 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% или 100% максимального номинального расхода. Точность поддержания объема перекачиваемой воды предпочтительно составляет ±5 %, что приводит к поддержанию точности конечного объема разливаемого напитка на уровне ±5%. Подходящим насосом является насос Evolution (RTM) EP8, изготавливаемый фирмой Ulka S.r.l (Павия, Италия). Либо выше по потоку, либо ниже по потоку водяного насоса 230, в магистрали предусмотрен датчик объемного расхода (не показан). В предпочтительном варианте датчик объемного расхода является вращающимся датчиком.

Водонагреватель 225 расположен внутри корпуса 210. Нагреватель 225 имеет номинальную мощность 1550 Вт и способен нагревать воду, получаемую из водяного насоса 230, от начальной температуры, составляющей приблизительно 20°С, до рабочей температуры, составляющей около 85°С, за 1 минуту. В предпочтительном варианте, время задержки срабатывания между концом одного цикла розлива и моментом, когда нагреватель 225 оказывается способным начать следующий цикл, составляет менее 10 секунд. Во время цикла розлива, нагреватель поддерживает выбранную температуру с точностью до ±2°С. Воду для цикла розлива можно подавать в варочную головку 250 при температуре 83°С или 93°С. Нагреватель 225 способен быстро корректировать температуру подаваемой воды от номинальной температуры воды, составляющей 85°С, с достижением либо 83°С, либо 93°С. Нагреватель 225 содержит орган прекращения подачи при избыточной температуре, который выключает нагреватель, если температура превышает 98°С. Вода, выходящая из нагревателя 225, подается в варочную головку 250 через трехпутевой клапан. Если давление потока воды приемлемо, вода пропускается в картридж 1. Если давление воды ниже или выше заданных пределов, то вода подается через трехпутевой клапан в регенерационный сосуд 270 с поддоном для капающей воды.

Воздушный компрессор 235 функционально соединен с варочной головкой 250 посредством однопутевого клапана и управляется управляющим процессором. Воздушный компрессор 235 обеспечивает максимальный расход воздуха 500 мл/мин при давлении 1,0 бар. В процессе эксплуатации в рабочем объеме 35 мл давление нагнетается до 2,0 бар. В предпочтительном варианте воздушный компрессор 235 может обеспечить два расхода: быстрый (или максимальный) расход и медленный расход.

Управляющий процессор машины 201 для приготовления напитков содержит обрабатывающий модуль и память. Этот управляющий процессор оперативно соединен с водонагревателем 225, водяным насосом 230, воздушным компрессором 235 и пользовательским интерфейсом 240, а также управляет их работой.

Память управляющего процессора включает в себя одну или более переменных в качестве одного или более рабочих параметров машины 201 для приготовления напитков. Рабочими параметрами являются температура воды, пропускаемой через картридж 1 с ингредиентами напитка на стадии работы, скорость заправки картриджа 1 с ингредиентами напитка, непосредственное или косвенное наличие этапа замачивания, суммарный объем разливаемого напитка, расход воды во время стадии слива, а также расход на стадии продувки и ее длительность.

Переменные, являющиеся рабочими параметрами, хранятся в памяти. Картридж 1 содержит код, предусмотренный на или в картридже 1 и отображающий рабочие параметры, необходимые для оптимального розлива напитка в этом картридже 1. Код представлен в двоичном формате и содержит множество битов данных, соответствующих переменным, хранящимся в памяти управляющего процессора.

Варочная головка 250 показана на фиг. 4-7. Держатель 251 варочной головки 250 содержит неподвижную нижнюю часть 255, поворотную верхнюю часть 256 и шарнирную опору 257 картриджа, расположенную между неподвижной нижней частью 255 и поворотной верхней частью 256. Верхняя часть 256, нижняя часть 255 и опора 257 картриджа выполнены с возможностью вращения вокруг общей оси 258 шарнира. На фиг. 4-7 держатель 251 показан так, что некоторые компоненты машины 201 не проиллюстрированы для ясности изображения.

Поворотная верхняя часть 256 и шарнирная опора 257 картриджа перемещаются относительно неподвижной нижней части 255 посредством зажимного механизма 280. Зажимной механизм 280 содержит зажимной рычаг, имеющий первый и второй элементы или части 281 и 282. Первая часть 281 зажимного рычага представляет собой U-образную ручку, которая шарнирно установлена на верхнюю часть 256 в двух первых точках 283 шарнира, по одной с каждой стороны держателя 251.

Вторая часть зажимного рычага содержит два плеча 282, расположенных не по оси шарнира, по одному с каждой стороны держателя 251, каждое из которых шарнирно установлено на верхнюю часть 256 во второй точке 285 шарнира, находящейся на оси 258 шарнира, связывающей верхнюю часть 256 с неподвижной нижней частью 255. Каждое плечо 282, расположенное не по оси шарнира, представляет собой элемент, совершающий возвратно-поступательное движение и содержащий цилиндр 282а, шток 282b и упругую гильзу 282с. Цилиндр 282а имеет внутреннее расточенное отверстие и установлен с возможностью поворота на одном конце оси 258 шарнира. Первый конец штока 282b установлен с возможностью скольжения в расточенном отверстии цилиндра 282а. Противоположный конец штока 282b установлен с возможностью поворота на U-образной ручке 281 в третьей точке 286 шарнира. Третьи точки 286 шарнира не связаны с верхней частью 256 и нижней частью 255 и могут свободно перемещаться относительно этих частей. Упругая гильза 282с установлена на штоке 282b снаружи него и при эксплуатации проходит между упорными поверхностями на цилиндре 282а и штоке 282b. Упругая гильза 282с воспринимает укорочение плеча 282, расположенного не по оси шарнира, а также переводит это плечо 282, расположенное не по оси шарнира в растянутую конфигурацию. Таким образом, движение третьих точек 286 шарнира к оси 258 шарнира и от нее оказывается возможным за счет относительного движения штоков 282b в цилиндрах 282а. Упругие гильзы 282с предпочтительно выполнены из силикона. Хотя в проиллюстрированном варианте осуществления используются два плеча 282, расположенных не по оси шарнира, должно быть ясно, что закрывающему механизму можно придать конфигурацию, предусматривающую только одно плечо 282, расположенное не по оси шарнира.

U-образная ручка 281 проходит вокруг передней поверхности держателя 251 и содержит два свисающих вниз крюковых элемента 287, по одному с каждой стороны держателя 251, каждый из которых сдержит кулачковую поверхность 288, обращенную к оси 258 шарнира. Неподвижная нижняя часть 255 держателя 251 снабжена двумя бобышками 259 или защелками, расположенными по одной с каждой стороны нижней части 255 на ее переднем крае 260 или вблизи него и в основном выровненных с крюковыми элементами 287.

Как показано на фиг. 4, U-образная ручка 281 может быть выполнена методом литьевого формования как одна деталь, содержащая эргономичную ручку и крюковые элементы 287, выполненные как единое целое с ней.

Опора 257 картриджа установлена с возможностью поворота между верхней и нижней частями 255, 256 держателя 251. Опора 257 имеет по существу круглую выемку 290, в которой при эксплуатации находится картридж 1. Выемка 290 включает в себя впадину 291 для размещения участка 24 рукоятки картриджа 1 с ингредиентами напитка, причем эта впадина также предотвращает вращение картриджа 1 с ингредиентами напитка в держателе 251. Опора 257 картриджа подрессорена относительно неподвижной нижней части 255 таким образом, что в открытом положении, как показано на фиг. 7, эта опора 257 картриджа выведена из контакта с неподвижной нижней частью 255, вследствие чего опора 257 картриджа вышла из контакта с выпускным и впускным пробойниками 254, 253. Опора 257 картриджа имеет отверстие 292 для прохождения сквозь него впускного и выпускного пробойников 253, 254 и головки 300 распознающего картридж средства 252, когда опору 257 картриджа переводят в закрытое положение.

Верхняя часть 256 содержит в основном круглое тело 310, в котором заключено круглое смотровое окошко 312, через которое потребитель может визуально удостовериться в том, загружен ли картридж 1 в машину 201. Смотровое окошко 312 является чашеобразным, имеющим направленный вниз обод 311. Смотровое окошко 312 выполнено с возможностью осевого перемещения относительно тела 310 верхней части 255. Одна компоновка, позволяющая достичь этого относительного перемещения, предусматривает волновую пружину (не показана) или аналогичное упругое средство, такое как покрытое резиной кольцо, расположенное между смотровым окошком 312 и круглым телом 310. В альтернативной компоновке предусматривается последовательность спиральных пружин сжатия (не показаны), проходящих между смотровым окошком 312 и телом 310. В обоих случаях упругое средство позволяет перемещать смотровое окошко 312 вдоль оси в малой степени относительно круглого тела 310.

Когда держатель 251 находится в закрытом положении, смотровое окошко 312 опирается на картридж 1 с ингредиентами напитка, смещая его к нижней части 256. В одной компоновке обод 311 смотрового окошка контактирует с фланцем 35 картриджа с ингредиентами напитка и опирается в этот картридж. В то же время окно 312 контактирует с закрытой вершиной 11 картриджа 1. В альтернативной конструкции только смотровое окошко 312 контактирует с закрытой вершиной картриджа 1, а опорный контакт между ободом 311 и фланцем 35 отсутствует. Давление, оказываемое ободом 311 на фланец 35 и/или окошком 312 на закрытую вершину 11, обеспечивает уплотнение, непроницаемое для текучей среды, между картриджем 1 и держателем 251.

Нижняя часть 255 содержит впускной и выпускной пробойники 253, 254 и головку 300 распознающего картридж средства 252. Впускной пробойник 253 содержит полую иглообразную трубку 260, имеющую заостренный конец 261 для пробивания слоистого материала 5 картриджа 1 с ингредиентами напитка при эксплуатации. Как показано на фиг. 7, впускной пробойник 253 сообщается посредством текучей среды с патрубком 262 для воды, который проходит через нижнюю часть 255 и соединен с выпускным патрубком 263 водонагревателя 225. Выпускной пробойник 254 аналогичен выпускному пробойнику того типа, который описан в принадлежащих заявителю данной заявки европейских патентах ЕР 0389141 и ЕР 0334572, и содержит цилиндр 264 с открытым концом круглого или D-образного поперечного сечения, имеющего размеры, которые больше, чем у сливного желоба 43. Дугообразный участок 265 верхнего конца выпускного пробойника 254 зазубрен, чтобы можно было пробить и, в конце концов, срезать слоистый материал картриджа 1 для ингредиентов с напитками. Остальной участок верхнего конца повторяет в продольном направлении цилиндр, по меньшей мере, до основания зубцов 266 зазубренного участка, чтобы можно было отогнуть или оттянуть срезанный слоистый материал 5 от выпускного проема перед тем, как через него начнется розлив напитка. Выпускной пробойник 254 пробивает слоистый материал 5 снаружи от сливного желоба 43, а когда опора 257 картриджа находится в закрытом положении, остается в кольцевом пространстве между сливным желобом 43 и внешней стенкой 42 сливной воронки 40. Выпускной пробойник 254 отгибает срезанный слоистый материал 105 в это кольцевое пространство. Таким образом, как выпускной пробойник 254, так и срезанный слоистый материал 105 удерживаются вне пути сливаемого напитка.

Выпускной пробойник 254 окружен уступом 254а, который приподнят над окружающими его деталями на 0,5 мм.

Выпускной пробойник 254 преимущественно выполнен с возможностью снятия с нижней части 255 для обеспечения его надлежащей очистки, например, в посудомоечной машине. Съемный выпускной пробойник 254 расположен в выемке 267, проделанной в нижней части 255, где он посажен. Впускной пробойник 253 и/или выпускной пробойник 254 могут быть выполнены/может быть выполнен из металла, такого как нержавеющая сталь, или из пластмассы. Применение пластмассовых режущих элементов обеспечивается использованием слоистого материала 5, который можно пробивать и прорезать средствами из неметаллического материала. Следовательно, пробойники 253, 254 можно изготавливать менее острыми, что снижает риск травмы для потребителя. Кроме того, пластмассовые пробойники не подвержены коррозии. В предпочтительном варианте, впускной пробойник 253 и выпускной пробойник 254 выполнены в виде единого цельного блока, который выполнен с возможностью снятия с нижней части 255.

При эксплуатации, верхняя часть 256 держателя 251 перемещается из открытого положения, в котором она ориентирована вертикально или близко к вертикали, как показано на фиг. 1b, в закрытое положение, в котором она ориентирована по существу горизонтально и взаимодействует с неподвижной нижней частью 255 и опорой 257 картриджа. Верхнюю часть 256 перемещают из открытого положения в закрытое за счет срабатывания зажимного рычага. Чтобы закрыть верхнюю часть 256, пользователь удерживает зажимной рычаг, берясь за U-образную ручку 281, и тянет его вниз. Вследствие этого поворачивается верхняя часть 256, которая сначала вводит обод 311 смотрового окошка 312 в контакт с фланцем 35 картриджа 1 с ингредиентами напитка в опоре 257 картриджа и/или само окошко 312 в контакт с закрытой вершиной 11 картриджа 1. Продолжающийся поворот верхней части 256 обуславливает поворот верхней части 256 и опоры 257 картриджа вниз и введение их в контакт с нижней частью 255. Дальнейший поворот U-образной ручки 281 вызывает поворот U-образной ручки 281 относительно верхней части 256 и нижней части 255, приводящий к зацеплению крюковых элементов 287 верхней части 256 за бобышки 259 нижней части 255, при этом кулачковая поверхность 288 движется по бобышкам 259. Во время этой последней стадии поворота картридж 1 оказывается сжатым между опорой 257 картриджа и смотровым окошком 312. В результате смотровое окошко 312 совершает осевое перемещение к круглому телу 310 верхней детали 256, противодействуя смещению, прикладываемому волновой пружиной или спиральными пружинами. Это движение обеспечивает соблюдение допусков в картридже 1 с ингредиентами напитка и машине для приготовления напитков, а также обеспечивает то, что величина сжимающего усилия, прикладываемого к картриджу, поддерживается в пределах приемлемого диапазона. Зажимное усилие механизма, ослабляемое действием волновой пружины или спиральных пружин, обеспечивает приложение зажимного давления к картриджу. Обнаружено, что при компоновке, в которой давление опоры прикладывается как к фланцу 35, так и к закрытой вершине 11 картриджа 1, требуется давление от 130 до 280 Н. Предпочтительно, усилие составляет приблизительно 200 Н. Усилие менее 130 Н не обеспечивает адекватное уплотнение, а усилие более 280 Н приводит к пластическим деформациям компонентов картриджа 1. Обнаружено, что при компоновке, в которой давление опоры прикладывается только к закрытой вершине 11 картриджа 1, требуется давление от 50 до 280 Н. Следует отметить, что при этой компоновке меньший уровень давления оказывается возможным без оказания вредного воздействия на уплотнение картриджа 1. Во время закрывания варочной головки слоистый материал 5 картриджа 1 растягивается, когда вступает в контакт с уступом 254а, окружающим выпускной пробойник 254, что вызывает изгиб слоистого материала 5 с выходом из плоскости, так что дистальный конец внешней трубки 42 цилиндрической воронки перемещается вверх на 0,5 мм относительно фланца 35. Это перемещение также обеспечивает то, что наибольшая часть сжимающего усилия, прикладываемого к картриджу, будет действовать через центральную область картриджа 1 на несущий нагрузку внутренний элемент 3. Таким образом, в закрытом положении картридж 1 может быть зажат вокруг фланца 35 посредством обода 311 смотрового окошка 312 и оказывается всегда плотно зажатым между закрытой вершиной 11 внешнего элемента и внешней трубкой 42 внутреннего элемента 3 за счет контакта со смотровым окошком 312 и уступом 254а. Эти зажимные усилия способствуют предотвращению повреждения картриджа 1 во время нагнетания давления, а также обеспечивают то, что внутренний элемент 3 и внешний элемент 2 посажены совершенно правильно относительно друг друга, и вследствие этого все внутренние проходы и проемы сохраняют предназначенные им размеры даже во время нагнетания давления внутри них.

Между первой и второй точками 283, 285 шарнира держателя 251 можно провести воображаемую линию начала отсчета. Как можно увидеть на фиг. 7, в открытом положении третьи точки 286 шарнира располагаются с той стороны линии отсчета, которая ближе всего к неподвижной нижней части 255. Когда верхняя часть 256 достигает закрытого положения, третьи точки 286 шарнира зажимного рычага проходят через линию отсчета, соединяющую первую и вторую точки 283, 285, на противоположную сторону линии, наиболее отдаленную от неподвижной нижней части 255. Вследствие этого U-образная ручка 281 «перескакивает» из первого устойчивого положения во второе устойчивое положение. Это «перескакивание» компенсируется за счет укорочения плеч 282, расположенных не по оси шарнира, и последующего сжатия упругих 282с. Сразу же после того, как третьи точки 286 шарнира прошли воображаемую линию начала отсчета, восстановление формы упругих гильз 282с оказывает свое действие, вызывая продолжение движения третьих точек 286 шарнира от воображаемой линии начала отсчета. Таким образом, работа зажимного рычага характеризуется двумя устойчивыми положениями, и он может быть устойчивым в открытом или закрытом положениях, но неустойчивым в момент, когда третьи точки 286 шарнира находятся на воображаемой линии начала отсчета, соединяющей первую и вторую точки 283, 285 шарнира. Поэтому «перескакивание» зажимного рычага обеспечивает явно выраженный закрывающий механизм, что приводит к определенному закрывающему действию, и при этом на завершающих стадиях поворота зажимного рычага «перескакивание» U-образной ручки 281 и вторых плеч 284 вынуждает введение крюковых элементов 287 в надежное зацепление с бобышками 259. Кроме того, упругие гильзы 282с оказывают сопротивление повторному открыванию верхней части 256, поскольку требуется минимальное усилие для достаточного сжатия гильз 282с с целью перемещения третьих точек 286 шарнира обратно на линию, являющуюся линией начала отсчета, соединяющую первую и вторую точки 283, 285 шарнира. Взаимное зацепление крюковых элементов 287 и бобышек 259 предотвращает разделение верхней и нижней частей иначе, чем посредством поворота зажимного рычага. Это полезно при предотвращении открывания варочной головки 250 во время работы, когда варочная головка 250 подвергается внутреннему нагнетанию давления.

Назначением распознающего средства 252 является предоставление машине 201 возможности распознавать тип вставленного картриджа 1 с ингредиентами напитка и соответственно корректировать один или более рабочих параметров. В обычном варианте осуществления распознающее средство 252 содержит оптический блок считывания штрихкода, считывающий отпечатанный штрихкод 320, предусмотренный на слоистом материале 5 картриджа 1 с ингредиентами напитка, как показано на фиг. 10. Штрихкод 320 образован из множества штрихов контрастирующего цвета. В предпочтительном варианте штрихи являются черными на белом фоне, чтобы максимизировать контраст. Штрихкод 320 не обязательно должен соответствовать какому-либо опубликованному стандарту, но можно использовать и стандартный формат для штрихкодов, такой, как EAN-13, UPC-A или Interleaf 2 of 5. Оптический блок считывания штрихкода содержит один или более СИДов 321 для освещения штрихкода 320, фокусирующую линзу 322 для получения изображения штрихкода, прибор 323 с зарядовой связью (ПЗС) для выработки электрического сигнала, отображающего полученное изображение, и схему поддержки для СИДов и ПЗС. Пространство в нижней части, в котором можно разместить оптический блок считывания штрихкода, ограничено. Для отражения света от СИДов 321 к фокусирующей линзе, которая не находится в нижней части 255, можно использовать зеркало или зеркала 324. Соответствующие схематические компоновки показаны на фиг. 9а и 9b. Нижняя часть 255 содержит проем 326, который имеет такой же размер, как штрихкод 320 на картридже 1 с ингредиентами напитка. Проем 326 закрыт окошком, предпочтительно - стеклянным, через которое возможна передача сигналов, вырабатываемых блоком считывания штрихкода. При эксплуатации, эти вырабатываемые сигналы декодируются посредством программных средств обработки сигналов, а результаты пересылаются в управляющий процессор. Программные средства могут распознать наличие ошибок в результате считывания штрихкода. Штрихкод 320 можно повторно сканировать некоторое количество раз до того, как потребитель получит сообщение об ошибке. Если машина 201 неспособна считывать штрихкод, то потребителю придется использовать картридж 1 с ингредиентами напитка в ручном режиме работы. В альтернативном варианте используется блок считывания кода RFID, предназначенный для считывания блоком считывания RFID.

Варочная головка 250 также может включать в себя датчик картриджа для обнаружения наличия картриджа в держателе 251.

Варочная головка 250 также может включать в себя датчик запирания, который обнаруживает, закрыт или нет держатель 251 надлежащим образом. Датчик блокировки предпочтительно содержит микропереключатель, который срабатывает, когда держатель 251 закрывают и запирают. В предпочтительном варианте датчик картриджа и датчик закрывания соединены последовательно, так что выходной сигнал обоих датчиков, т.е. сигнал присутствия картриджа и того, что механизм заперт, должен быть удовлетворительным до того, как можно будет начать цикл розлива.

Работа машины 201 предусматривает вставление картриджа 1 с ингредиентами напитка в варочную головку 250, проведение цикла розлива, в процессе которого происходит розлив напитка, и извлечение картриджа 1 из машины.

Поведение машины 201 в процессе работы определяется программными средствами, находящимися в управляющем процессоре.

Чтобы вставить картридж 1, открывают держатель 251, как описано выше, чтобы раскрыть опору 257 картриджа. Затем устанавливают картридж 1 на опоре 257 картриджа, заключенной внутри выемки 290, таким образом, что рукоятка 24 картриджа оказывается во впадине 291. Оптический или магнитный штрихкод 320 или RFID картриджа 1 ориентируют так, чтобы он располагался непосредственно над проемом 326 опоры 257 картриджа. Потом закрывают держатель 251 за счет срабатывания зажимного рычага, как описано выше. Во время закрывания впускной и выпускной пробойники 253, 254 пробивают слоистый материал 5 картриджа 1, образуя впускной канал 121 и выпускной канал 122 картриджа. Как описано выше, слоистый материал 5, разрезанный выпускным пробойником 254, отгибается вверх в кольцевое пространство, окружающее сливной желоб 43. В закрытом состоянии держатель 251 зажимает картридж 1 вокруг обода 34 между опорой 257 картриджа и верхней частью 256 и/или между окошком 312 и вершиной 11 картриджа 1, образуя уплотнение, непроницаемое для текучей среды, достаточно целостное, чтобы выдержать давления, развиваемые во время цикла розлива.

Чтобы начать рабочий цикл, потребитель нажимает на кнопку 241 пуска/останова.

Рабочий цикл содержит этапы распознавания картриджа и цикл слива.

Распознавание картриджа осуществляется оптическим распознающим средством 252, как описано выше, в предположении, что выходные сигналы датчика картриджа и датчика запирания являются удовлетворительными. Сразу же после декодирования штрихкода 320 или RFID, управляющий процессор корректирует рабочие параметры машины 201. Затем автоматически начинается цикл слива.

Цикл слива имеет четыре этапа, не все из которых используются для всех типов напитков:

(i) предварительное увлажнение;

(ii) пауза;

(iii) варка или смешивание;

(iv) продувка.

На этапе предварительного увлажнения картридж 1 заправляют водой из резервуара 220 для хранения воды, делая это посредством водяного насоса 230. Заправка водой вызывает увлажнение ингредиентов 200 напитка в фильтрационной камере 130. Заправка происходит при «быстром» расходе (600 мл/мин) или «медленном расходе» (325 мл/мин). «Медленный» расход во время заправки полезен, в частности, для картриджей, содержащих ингредиенты напитка на основе вязкой жидкости, поскольку эти ингредиенты требуют некоторого разбавления перед тем, как их можно будет перекачивать при большем объемном расходе. Объем воды, нагнетаемой в картридж 1, выбирают так, чтобы обеспечить то, что вода или напиток не будет капать из выпускного канала 122 картриджа на этом этапе.

Этап паузы обеспечивает замачивание ингредиентов 200 напитка в воде, нагнетаемой на этапе предварительного увлажнения, в течение предварительно определенного периода времени. Известно, что оба этапа, этап предварительного увлажнения и этап замачивания, увеличивают выход веществ, экстрагируемых из ингредиентов 200 напитка и улучшают запах готового напитка. Предварительное увлажнение и замачивание используют, когда ингредиенты напитка представляют собой обжаренный и молотый кофе.

На этапе варки или смешивания через картридж 1 пропускают воду, чтобы приготовить напиток из ингредиентов 200 напитка. Температура воды определяется управляющим процессором, который посылает в водонагреватель 225 команды, вызывающие нагрев воды, проходящей из резервуара 220 для воды в варочную головку 250. Вода попадает в нижнюю часть 225 держателя 251 по патрубку 262 через впускной клапан и впускной пробойник 253 во впускную камеру 126 картриджа 1 с ингредиентами напитка. Варка и/или смешивание и последующий розлив напитка из картриджа 1 с ингредиентами напитка являются такими же, как описано выше применительно к вариантам картриджа 1 с ингредиентами напитка.

Продувка воздухом предусматривает продувание воздуха под давлением через машину для приготовления напитков и картридж 1 с ингредиентами напитка, чтобы обеспечить то, что весь напиток разлит и что путь потока свободен и готов к розливу другого напитка. Продувка воздухом не начинается сразу же по окончании этапа варки или смешивания, чтобы обеспечить освобождение пути потока большинством текучей среды. Это предотвращает нежелательный пик внутреннего давления в начале продувки воздухом.

При обычной эксплуатации, пользователь вручную останавливает машину 201, нажимая на кнопку 241 пуска-останова.

Сразу же после завершения рабочего цикла потребитель извлекает картридж 1, открывая держатель 251 и вручную вынимая и утилизируя картридж. Как вариант машина 201 может быть снабжена автоматическим выбрасывающим механизмом для автоматического извлечения картриджа при открывании держателя 251.

Вкладыш для использования в системе

На фиг. 22-24 показан вкладыш 400, соответствующий настоящему изобретению и предназначенный для использования в вышеописанной машине для приготовления напитков.

Вкладыш 400 содержит верхнюю часть 401 и нижнюю часть 402. Верхняя часть 401 в иллюстрируемом варианте осуществления выполнена в основном в форме внешнего элемента 2, описанного выше применительно к картриджу 1. Вместе с тем, должно быть ясно, что можно использовать верхнюю часть, имеющую другие профили и формы. Верхняя часть 401 не содержит внутренний элемент, а является по существу полой, имеющей направленное вниз отверстие 409. В обод отверстия 409 верхней части 401 вставлено уплотнительное средство в форме покрытого резиной или эластомерного уплотнительного кольца 403. Уплотнительное кольцо 403 может быть съемным или постоянно прикрепленным к верхней части 401. Как вариант уплотнительное кольцо 403 может быть прикреплено к нижней части 402.

Нижняя часть 402 выполнена в основном в форме опоры 257, описанной выше. В частности, нижняя часть 402 содержит в основном плоский участок, имеющий круглую выемку 408 для размещения в ней верхней части 401, как будет описано ниже. Кроме того, нижняя часть 402 содержит две независимых лапы 407, имеющих С-образные зажимные средства 406 на своих дистальных концах для прикрепления к оси шарнира машины 201 для приготовления напитков так же, как описано выше применительно к креплению опоры 257 машины 201 для приготовления напитков. Нижняя часть 402 имеет впускной проем 405 вблизи периферии выемки 408 и выпускной проем 404 в центре выемки 408. На фиг. 23 показан вид снизу нижней части 402 вкладыша 400. Как показано на этом чертеже, впускной проем 405 может быть окружен чашеобразной выемкой. В альтернативном варианте впускной проем 405 может быть простым отверстием в плоской ровной поверхности. Нижняя поверхность 417 нижней части 402 также имеет выемку 415 для размещения в ней штрихкода или RFID, которые считывается блоком считывания штрихкода или блоком считывания RFID, машины 201 для приготовления напитков так же, как осуществляется вышеописанное считывание штрихкода или RFID картриджа 1. В альтернативном варианте штрихкод или RFID можно нанести непосредственно на нижнюю поверхность 417 нижней части 402 без использования при этом выемки 415.

Выпускной проем 404 нижней части 402 имеет свисающий вниз цилиндрический выступ 410, который, как показано на фиг. 25, вследствие удаления съемных впускного и выпускного пробойников 253, 254 оказывается в варочной головке при ее закрывании.

При эксплуатации верхняя часть 401 и нижняя часть 402 вкладыша 400 плотно сочленены друг с другом, как показано на фиг. 24, образуя между собой варочный объем, имеющий впускной канал, обеспечиваемый впускным проемом 405 нижней части 402, и выпускной канал, обеспечиваемый выпускным проемом 404 нижней части 402. Следует отметить, что впускной канал в варочный объем направлен вверх, а выпускной канал из варочного объема направлен вниз.

Когда верхняя часть 401 и нижняя часть 402 плотно сочленены друг с другом, уплотнительное кольцо 403 обеспечивает периферийное уплотнение, окружающее варочный объем, предотвращая утечку текучей среды на оконечностях вкладыша 400.

Как показано на фиг. 25, вкладыш 400 можно вставлять в машину для приготовления напитков того типа, который описан выше, вместо поворотной опоры 257 и съемных впускного и выпускного пробойников 253, 254. Как и при наличии опоры 257, вкладыш 400 выполнен с возможностью поворота вокруг оси поворота, что обеспечивает доступ в машину для приготовления напитков.

При эксплуатации в варочный объем, образованный вкладышем 400, загружают некоторое количество ингредиентов напитка, помещая эти ингредиенты напитка между верхней частью 401 и нижней частью 402, а затем смыкая верхнюю часть 401 и нижнюю часть 402 друг с другом, что способствует герметизации варочного объема посредством уплотнительного кольца 403. Эту операцию загрузки можно проводить перед прикреплением с возможностью открепления вкладыша 400 к машине для приготовления напитков, или после такого прикрепления. В предпочтительном варианте нижнюю часть 402 вкладыша 400 оставляют прикрепленной к машине 201 для приготовления напитков, а пользователь загружает нужное количество ингредиентов напитка на нижнюю часть 402, а затем устанавливает верхнюю часть 401 поверх нижней части 402 в выемке 408, ограничивая и герметизируя варочный объем.

Работа закрывающего механизма машины для приготовления напитков является точно такой же, как описанная выше. В частности, следует отметить, что при закрывании закрывающего механизма варочная головка прикладывает направленное вниз давление к верхней части 401 вкладыша 400, удерживая верхнюю часть 401 и нижнюю часть 402 вместе с целью создания уплотнения между ними. В зависимости от конструкции верхней части 401 давление к верхней части 401 может прикладываться через верхний участок смотрового окошка 312 или через свисающий вниз обод смотрового окошка. Кроме того, направленное вниз давление, прикладываемое закрывающим механизмом машины для приготовления напитков, обеспечивает уплотнение нижней части 402 вкладыша 400 у неподвижной нижней части 255 варочной головки, обеспечивая уплотнение между впускным проемом 405 нижней части 402 и направленным вверх впускным каналом варочной головки, а это, в свою очередь, обеспечивает то, что в этой точке не будет утечки во время розлива. Нижняя часть 255 варочной головки 250 снабжена находящимся у впускного канала уплотнительным элементом 420, покрытым резиной, который несколько выступает из плоскости нижней части 255, создавая улучшенное уплотнение между направленным вверх впускным каналом и нижней поверхностью 417 нижней части 402 вкладыша 400.

Упомянутое количество ингредиентов напитка, загружаемое в варочный объем вкладыша 400, может не иметь упаковки или может содержаться в контейнере, таком как гибкий фильтровальный пакетик, выполненный из фильтровальной бумаги. Использование фильтровального пакетика обаспечивает преимущество, заключающееся в том, что загрузка ингредиентов напитка оказывается очень быстрой, а удаление ингредиентов напитка после розлива упрощается.

Во время розлива машина для приготовления напитков осуществляет впрыскивание воды в варочный объем из направленного вверх впускного канала варочной головки 250. Эта вода смешивается с упомянутым количеством ингредиентов напитка, удерживаемых в варочном объеме, а получаемый напиток выливается вниз через выпускной проем 404 в сосуд, расположенный под варочной головкой 250. Другие аспекты работы машины для приготовления напитков являются такими же, как описанные выше в связи с работой картриджа. В частности, можно использовать распознающее средство для считывания штрихкода или RFID, расположенных на нижней поверхности нижней части 402, предпочтительно - в выемке 415.

Вкладыш 400 описан конкретно для использования с ингредиентами напитка, содержащимися в контейнерах, таких как фильтровальные пакетики. Как указано выше, в альтернативном варианте ингредиенты напитка могут не иметь упаковки. В этом случае во вкладыше 400 можно предусмотреть отдельный фильтр, чтобы предотвратить сброс остатка ингредиентов напитка. Предпочтительная компоновка предусматривает размещение плоского фильтра на верхней оконечности выпускного проема 404 нижней части 402.

Следует отметить, что верхнюю часть 401 вкладыша 400 следует преимущественно выполнять жесткой или полужесткой, чтобы обеспечить возможность передачи направленного вниз давления, создаваемого закрывающим механизмом, на уплотнение 403 с обеспечением надлежащего уплотнения между верхней частью 401 и нижней частью 402 вкладыша 400.

В проиллюстрированном варианте осуществления вкладыша 400 верхняя часть 401 и нижняя часть 402 показаны как отдельные элементы конструкции. В альтернативной конфигурации верхняя часть 401 и нижняя часть 402 могут быть шарнирно сочленены друг с другом в одной точке, но выполнены с возможностью отвода друг от друга в открытом положении и закрытом положении, чтобы обеспечить загрузку и разгрузку нужного количества ингредиентов напитка. В предпочтительном варианте эта модификация вкладыша 400 может быть выполнена в виде пластмассовой формы типа литейной, имеющей пластмассовую петлю.

Поток через вкладыш 400 в общем случае направлен вниз от впускного канала 405 к выпускному каналу 404. Кроме того, поскольку впускной канал 405 и выпускной канал 404 оба расположены в нижней части 402, достигается выгодное упрощение конструкции верхней части 401.

В вышеизложенном описании вкладыш описан как образующий варочный объем. Следует отметить, что вкладыш и машину для приготовления напитков можно использовать с ингредиентами напитков, которые не требуют варки, а вместо этого требуют растворения, разбавления или предусматривающего иные цели смешивания с водой, находящегося в рамках объема притязаний настоящего изобретения.

В вышеизложенном примере вкладыш описан конкретно как замена для опоры 257 машины 201. Однако следует понять, что вкладыш может принимать форму любого изделия, выполненного с возможностью вставления в машину для приготовления напитков, с прикреплением или без прикрепления к ней, для обеспечения розлива ингредиентов напитков без упаковки или использования в случаях, когда они содержатся в контейнерах, например - но не в ограничительном смысле - гибких пакетиках, как указано в нижеприведенной формуле изобретения.

Предложен вкладыш для использования в машине для приготовления напитков, содержащей варочную головку, предназначенную для размещения в ней жесткого или полужесткого картриджа. Варочная головка содержит направленный вверх впускной канал для подачи воды в варочную головку и направленный вниз выпускной канал для вытекания напитка, приготовленного машиной. Вкладыш содержит верхнюю часть, нижнюю часть и уплотнительное средство, при этом верхняя и нижняя части выполнены с возможностью перемещения между открытой конфигурацией, в которой можно загружать заданное количество ингредиентов напитка во вкладыш, и закрытой конфигурацией, в которой верхняя и нижняя части уплотнены уплотнительным средством с образованием между ними варочного объема, содержащего при эксплуатации упомянутое количество ингредиентов напитка. Нижняя часть содержит впускной и выпускной каналы, расположенные с возможностью сообщения соответственно с впускным каналом и выпускным каналом варочной головки, когда вкладыш вставлен в машину таким образом, что при его использовании вода из впускного канала варочной головки проходит вверх по впускному каналу вкладыша в варочный объем. Таким образом, напиток, приготовленный из воды и упомянутого количества ингредиентов, проходит вниз по выпускному каналу вкладыша, вытекая из выпускного канала варочной головки. 3 н. и 48 з.п. ф-лы, 26 ил.

1. Вкладыш для использования в машине для приготовления напитков, содержащей варочную головку, предназначенную для размещения в ней жесткого или полужесткого картриджа, при этом варочная головка содержит направленный вверх впускной канал для подачи воды в варочную головку и направленный вниз выпускной канал для вытекания напитка, приготовленного машиной, причем вкладыш содержит верхнюю часть, нижнюю часть и уплотнительное средство, при этом верхняя и нижняя части выполнены с возможностью перемещения пользователем машины для приготовления напитков между открытой конфигурацией, в которой пользователь машины для приготовления напитков может загружать заданное количество ингредиентов напитка во вкладыш, и закрытой конфигурацией, в которой верхняя и нижняя части уплотнены уплотнительным средством с образованием между ними варочного объема, содержащего при эксплуатации упомянутое количество ингредиентов напитка, причем нижняя часть содержит впускной канал и выпускной канал, выполненные с возможностью сообщения соответственно с впускным каналом и выпускным каналом варочной головки машины для приготовления напитков, когда вкладыш вставлен в машину, таким образом, что при использовании вода из впускного канала варочной головки проходит вверх по впускному каналу вкладыша в варочный объем, и таким образом, что напиток, приготовленный из воды и упомянутого количества ингредиентов напитка, проходит вниз по выпускному каналу вкладыша, вытекая из выпускного канала варочной головки.

2. Вкладыш по п.1, в котором упомянутое количество ингредиентов напитка, загружаемых при эксплуатации во вкладыш, используется без упаковки.

3. Вкладыш по п.2, содержащий фильтрующее средство, расположенное между варочным объемом и выпускным каналом вкладыша.

4. Вкладыш по п.1, в котором упомянутое количество ингредиентов напитка, загружаемых при эксплуатации во вкладыш, содержится в контейнере, содержащем фильтрующее средство.

5. Вкладыш по п.4, в котором контейнер является гибким.

6. Вкладыш по п.5, в котором контейнер выполнен, по меньшей мере, частично из фильтровальной бумаги или фильтрующей мембраны.

7. Вкладыш по п.6, в котором контейнер является фильтровальным пакетиком.

8. Вкладыш по п.4, в котором контейнер является жестким или полужестким картриджем.

9. Вкладыш по п.8, в котором форма картриджа является любой из полусферической, цилиндрической, круглой или квадратной.

10. Вкладыш по п.9, в котором уплотнительное средство находится на или в верхней части вкладыша.

11. Вкладыш по п.9, в котором уплотнительное средство находится на или в нижней части вкладыша.

12. Вкладыш по п.11, в котором уплотнительное средство содержит кольцевое уплотнение для обеспечения уплотнения вокруг периферии варочного объема.

13. Вкладыш по п.12, в котором уплотнительное средство содержит уплотнительное кольцо.

14. Вкладыш по п.13, в котором уплотнительное средство выполнено из эластомерного материала.

15. Вкладыш по п.14, в котором верхняя часть и нижняя часть отсоединены друг от друга.

16. Вкладыш по п.15, в котором верхняя часть и нижняя часть содержат взаимодействующие образования, обеспечивающие соединения верхней части и нижней части друг с другом путем защелкивания.

17. Вкладыш по п.15, в котором верхняя часть и нижняя часть соединены шарниром, обеспечивающим перемещение верхней и нижней частей между открытой и закрытой конфигурациями.

18. Вкладыш по п.17, в котором верхняя часть вкладыша является жесткой или полужесткой, вследствие чего давление, прикладываемое при эксплуатации к верхней части вкладыша закрывающим механизмом машины для приготовления напитков при закрывании упомянутого закрывающего механизма, обеспечивает прижатие верхней и нижней частей вкладыша друг к другу с усилием, достаточным для того, чтобы уплотнительное средство обеспечивало уплотнение верхней и нижней частей вкладыша при их смыкании друг с другом.

19. Вкладыш по п.18, в котором верхняя часть вкладыша является жесткой или полужесткой, вследствие чего давление, прикладываемое при эксплуатации к верхней части вкладыша закрывающим механизмом машины для приготовления напитков при закрывании упомянутого закрывающего механизма, обеспечивает уплотнение нижней части вкладыша с впускным каналом варочной головки машины для приготовления напитков.

20. Вкладыш по п.19, в котором верхняя часть выполнена в форме чашеобразной оболочки.

21. Вкладыш по п.20, в котором нижняя часть вкладыша выполнена в виде одной детали.

22. Вкладыш по п.20, в котором нижняя часть вкладыша выполнена более чем из одной детали.

23. Вкладыш по п.22, имеющий дискообразную форму.

24. Вкладыш по п.23, выполненный из пластмассы.

25. Вкладыш по п.24, в котором впускной канал и выпускной канал вкладыша являются копланарными.

26. Вкладыш по п.25, дополнительно содержащий проем для размещения в нем, при установке вкладыша в машине для приготовления напитков, окошка блока считывания штрихкода или блока считывания идентификационной радиометки (RFID) упомянутой машины.

27. Вкладыш по п.26, в котором упомянутый проем копланарен с впускным каналом и выпускным каналом вкладыша.

28. Вкладыш по п.27, в котором впускной канал вкладыша находится на или вблизи периферии нижней части, а выпускной канал вкладыша находится в центре нижней части.

29. Вкладыш по п.28, в котором поток через вкладыш при его использовании проходит из впускного канала в выпускной канал.

30. Вкладыш по п.29, в котором поток через вкладыш при его использовании проходит в основном в направлении внутрь из впускного канала в выпускной канал.

31. Вкладыш по п.30, дополнительно содержащий средство крепления вкладыша с возможностью поворота к машине для приготовления напитков.

32. Вкладыш по п.31, в котором поворотное средство обеспечивает поворот вкладыша при закрывании закрывающего механизма машины для приготовления напитков с приданием горизонтальной ориентации, вследствие чего нижняя часть оказывается уплотненной у впускного канала варочной головки.

33. Вкладыш по п.32, в котором поворотное средство содержит одну или более лап, которые выполнены с возможностью крепления к одной или нескольким точкам шарнира варочной головки и поворота вокруг них.

34. Вкладыш по п.33, дополнительно содержащий кодовое средство для управления работой машины для приготовления напитков.

35. Вкладыш по п.34, в котором кодовое средство содержит штрихкод или идентификационную радиометку (RFID).

36. Система для приготовления напитков, содержащая машину для приготовления напитков и вкладыш для использования в упомянутой машине по п.1.

37. Система по п.36, в которой машина для приготовления напитков содержит варочную головку, предназначенную для размещения в ней жесткого или полужесткого картриджа, при этом варочная головка содержит направленный вверх впускной канал для подачи воды в варочную головку и направленный вниз выпускной канал для вытекания напитка, приготовленного машиной.

38. Система по п.37, в которой впускной канал варочной головки находится на или вблизи периферии варочной головки, а выпускной канал варочной головки находится в центре варочной головки.

39. Система по п.38, в которой, при установке вкладыша в варочную головку, впускной канал и выпускной канал вкладыша располагаются над отверстиями направленного вверх впускного канала и направленного вниз выпускного канала варочной головки.

40. Система по п.39, в которой варочная головка машины для приготовления напитков содержит закрывающий механизм, выполненный с возможностью перемещения между открытой конфигурацией, в которой вкладыш можно вставлять в варочную головку, и закрытой конфигурацией, в которой вкладыш зажат внутри закрывающего механизма, с усилием, достаточным для того, чтобы уплотнительное средство вкладыша обеспечивало уплотнение верхней и нижней частей вкладыша при их смыкании друг с другом.

41. Система по п.40, в которой варочная головка машины для приготовления напитков содержит закрывающий механизм, выполненный с возможностью перемещения между открытой конфигурацией, в которой вкладыш можно вставлять в варочную головку, и закрытой конфигурацией, в которой нижняя часть вкладыша уплотнена с впускным каналом варочной головки машины для приготовления напитков.

42. Система по п.41, в которой варочная головка содержит неподвижную нижнюю часть и поворотную верхнюю часть, причем неподвижная нижняя часть содержит впускной канал и выпускной канал варочной головки, а верхняя часть выполнена с возможностью поворота из открытого положения, в котором вкладыш можно вставлять в варочную головку, и закрытого положения, в котором вкладыш находится в зацеплении между неподвижной нижней частью и поворотной верхней частью.

43. Система по п.42, в которой вкладыш прикреплен с возможностью поворота к варочной головке таким образом, что поворот верхней части варочной головки из открытого положения в закрытое приводит к повороту вкладыша с введением его в контакт с неподвижной нижней частью.

44. Система по п.42, в которой вкладыш выполнен с возможностью установки непосредственно на неподвижную нижнюю часть варочной головки, когда верхняя часть варочной головки находится в открытом положении.

45. Система по п.44, в которой машина для приготовления напитков содержит блок считывания для обнаружения штрихкода или идентификационной радиометки (RFID), находящихся на вкладыше.

46. Система по п.45, дополнительно содержащая заданное количество ингредиентов напитка.

47. Система по п.46, в которой упомянутое количество ингредиентов напитка содержится в контейнере, содержащем фильтрующее средство.

48. Система по п.47, в которой ингредиенты напитков выбраны из группы, состоящей из обжаренного и молотого кофе, листового чая, порошкообразного кофе, порошкообразного чая, порошкового молока, смеси «капучино», какао-порошка, а также жидких шоколада, кофе, чая и молока.

49. Система по п.48, в которой контейнер является гибким.

50. Система по п.49, в которой контейнер выполнен, по меньшей мере, частично из фильтровальной бумаги или фильтрующей мембраны.

51. Способ розлива напитка с использованием машины для приготовления напитков, содержащей варочную головку, предназначенную для размещения в ней жесткого или полужесткого картриджа, при этом варочная головка содержит направленный вверх впускной канал для подачи воды в варочную головку и направленный вниз выпускной канал для вытекания напитка, приготовленного машиной, при котором:
открывают закрывающий механизм машины для приготовления напитков, вставляют вкладыш в варочную головку, причем упомянутый вкладыш является вкладышем по п.1 и содержит заданное количество ингредиентов напитка,
закрывают закрывающий механизм, зажимая вкладыш с достаточным усилием, так что уплотнительное средство вкладыша уплотняет верхнюю и нижнюю части вкладыша при их смыкании друг с другом,
приводят в действие машину для приготовления напитков, пропуская воду вверх из впускного канала варочной головки по впускному каналу вкладыша в варочный объем вкладыша, и
осуществляют розлив напитка, приготовленного в варочном объеме из воды и ингредиентов напитка, вниз по выпускному каналу вкладыша и выпускному каналу варочной головки.