ОТКРЫВАТЕЛЬ ДЛЯ ПРОДЕЛЫВАНИЯ БОЛЬШИХ ОТВЕРСТИЙ В КАПСУЛАХ Российский патент 2018 года по МПК A47J31/36 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройству для вскрытия, например, пробивания и экстракции капсулы, а также к системе, состоящей из подобного устройства и капсулы и к использованию капсулы в подобном устройстве. Устройство и капсула могут использоваться для приготовления напитка.

В настоящем описании изобретения термин «напиток» включает в себя любые жидкие вещества, употребляемые человеком, такие как чай, кофе, горячий или холодный шоколад, молоко, суп, детское питание и т.п. Термин «капсула» включает в себя предварительно расфасованный ингредиент для приготовления напитка, такой как ароматизирующий ингредиент, находящийся внутри замкнутой упаковки из любого материала, в частности воздухонепроницаемой упаковки, например, из пластика, алюминия, биоразлагаемой и/или повторно перерабатываемой упаковки любой формы и конструкции, включая мягкие чалды или жесткие картриджи, содержащие ингредиент.

Уровень техники

В некоторых устройствах приготовления напитков используются капсулы, содержащие экстрагируемые или растворяемые ингредиенты и/или ингредиенты, которые хранятся в устройстве и дозируются автоматически или добавляются иным образом во время приготовления напитка. Некоторые устройства приготовления напитков оснащены наполнительными средствами, которые включают в себя помпу для жидкости, обычно воды, которая нагнетает жидкость из источника воды, холодной или подогретой средствами подогрева, например, термоблоком или т.п. В области приготовления кофе особенно широко используются машины, в которых капсула, содержащая ингредиенты для приготовления напитка, вставляется в варочное устройство. Варочное устройство плотно смыкается вокруг капсулы, вода инжектируется в капсулу с первой стороны, напиток приготовляется в замкнутом объеме капсулы, а заваренный напиток может выходить со второй стороны капсулы и собираться в емкость, такую как чашка или стакан.

Варочные устройства были разработаны для упрощения помещения «свежей» капсулы и извлечения капсулы после ее использования.

Документы WO 2005/004683 и WO 2007/135136 относятся к подобным варочным устройствам. Устройство содержит раму, неподвижный держатель для капсулы, подвижный держатель, который установлен с возможностью скольжения относительно рамы, один или два шарнирных соединительных механизма, образующие механическую систему, которая позволяет надежно и непроницаемым для текучей среды образом смыкать держатели вокруг капсулы, оказывая при этом сопротивление противодействующей силе, возникающей при повторном открытии и создаваемой внутренним варочным давлением, а также ручку для непосредственного поднятия рычагом шарнирного соединительного механизма. Подобное устройство образует простой узел, позволяющий вставлять капсулу путем ее вертикального опускания через проход в раме и извлекать использованную капсулу в том же самом направлении, в котором капсула вставляется. Ручка может служить для закрытия и открытия прохода для капсулы. Подвижные детали варочного устройства приводятся в действие вручную, при помощи ручки. Ручное усилие, необходимое для перемещения подвижных деталей, меняется во время закрытия и открытия машины и зависит от пространственных допусков используемой капсулы и положения и особенностей капсулы, а также температуры варочного блока. В документе WO 2009/043630 раскрыто устройство приготовления напитков, включающее в себя варочный блок, у которого имеется передняя часть с проходом для помещения капсулы в варочный блок. Передняя часть выполнена с возможностью выдвижения из кожуха устройства для открытия прохода, через который капсула вставляется в варочное устройство, и задвигается в варочный блок, убирая проход под кожух, тем самым, закрывая проход кожухом. В свою очередь можно также механизировать приведение в действие подвижных деталей варочного устройства. Документ ЕР 1767129 относится к моторизованному выдвижному модулю для устройства приготовления напитков из капсул. В данном случае пользователю не нужно прикладывать каких-либо физических усилий для открытия или закрытия варочного устройства. В документах WO 2012/025258 и WO 2012/025259 раскрыто другое моторизованное устройство приготовления напитков из капсул, содержащих ингредиенты.

Если капсула, содержащая извлекаемый материал, например, ингредиент для приготовления напитка, частично или полостью укупорена, в частности, водонепроницаема и, как вариант, воздухонепроницаема, может потребоваться вскрытие части укупоренной капсулы при помощи соответствующего открывателя. Вскрытие может происходить с задержкой, т.е. осуществляться во время процесса экстракции содержимого капсулы в экстракционном блоке, например, как это раскрыто в документах ЕР 0512470 или в ЕР 2068684, либо может осуществляться в блоке до экстракции картриджа, например, как это раскрыто в документах WO 02/00073 или в WO 02/35977. Дополнительные параметры вскрытия раскрыты в документах US 3,260,190, US 5,649,472, СН 605293, ЕР 512468 и ЕР 242556.

Экстракционный блок обычно может включать в себя один или несколько ножей для формирования отверстия в капсуле до экстракции содержимого капсулы. При использовании ножа, в котором непосредственно отсутствует канал для прохода жидкости, т.е. канал для направления жидкости в капсулу или из капсулы, жидкость обычно проходит снаружи и вдоль ножа в капсулу или из капсулы по проходу, образованному между ножом и границами отверстия, проделанного в капсуле ножом. Проход, образованный между ножом и подобными границами, может быть слишком мал для пропускания требуемого потока жидкости в капсулу или из капсулы. В результате, поток, идущий вдоль капсулы, может оказаться слишком слабым, либо капсула может быть разорвана нежелательным образом вокруг границ (в случае выхода из капсулы потока жидкости под давлением), либо капсула может быть смята (в случае входящего под давлением потока или попытки подачи потока жидкости в капсулу).

Решение для данной проблемы было предложено в документе WO 02/00073, где раскрыт экстракционный блок, включающий в себя несколько ножей для пробивания капсулы, которые пробивают капсулу, обеспечивая циркуляцию жидкости через капсулу. В ножах имеются поперечные сквозные отверстия, которые заходят в картридж во время экстракции, увеличивая пространство вдоль ножа таким образом, чтобы облегчить подачу жидкости внутрь картриджа.

Наличие подобного сквозного поперечного отверстия в ноже значительно улучшает прохождение потока в капсулу или из капсулы за счет увеличения сечения сквозного прохода для жидкости, идущей через нож вокруг границ вскрытой капсулы на уровне ножа. Между тем наличие подобного сквозного отверстия снижает механическую прочность ножа. Со временем это может стать серьезной проблемой, в особенности при использовании с более прочными капсулами, которые трудно пробиваются ножом. Подобное дополнительное ограничение при использовании ножа для пробивания, разумеется, может привести к преждевременному выходу из строя ножа со сквозным отверстием.

Раскрытие изобретения

Изобретение относится к системе, содержащей капсулу и экстракционный блок для экстракции капсулы, предпочтительно с улучшенной циркуляцией текучей среды в капсулу и/или из капсулы.

В частности, изобретение может относиться к капсуле с ингредиентом и экстракционному блоку для приготовления напитка из подобного ингредиента и раздачи напитка. Например, напиток может быть кофе, чаем, шоколадом, какао, молоком или супом.

Приготовление подобных напитков обычно включает в себя смешивание нескольких ингредиентов напитка, например, воды и порошкового молока, и/или настаивания ингредиента напитка, например, настаивания молотого кофе или чая с водой. Например, по запросу пользователя формируется и раздается определенное количество напитка, соответствующее одной порции. Объем подобной порции может находиться в диапазоне от 25 до 200 мл или более, вплоть до 300 или 400 мл, например, достаточного для наполнения чашки или кружки, в зависимости от типа напитка. Формируемыми и раздаваемыми напитками могут быть: ристретто, эспрессо, лунго, капучино, кофе латте, кофе по-американски, чай и т.п. В частности, кофемашина может быть выполнена с возможностью раздачи эспрессо, например, порций регулируемого объема от 20 до 60 мл и/или раздачи лунго, например, порций объемом от 70 до 150 мл.

Таким образом, изобретение относится к системе, содержащей капсулу со стенкой и блок для экстракции капсулы. В экстракционном блоке имеется держатель для удерживания капсулы и открыватель для формирования отверстия в стенке капсулы, в частности, отверстие имеет форму прямой, изогнутой или расположенной под углом прорези. Открыватель содержит режущую кромку, которая формирует отверстие в стенке капсулы за счет ее прорезания.

Согласно изобретению открыватель дополнительно содержит толкатель, который вдавливает участок стенки капсулы вблизи отверстия после его формирования путем прорезания стенки капсулы режущей кромкой.

Поэтому для предотвращения сужения капсулы под действием пробивного элемента на уровне стенки капсулы, после того как пробивной элемент полностью пробивает капсулу и входит в нее, открыватель по настоящему изобретению включает в себя дополнительный толкатель, который выполнен с возможностью расширения или обеспечения расширения отверстия, формируемого пробивным элементом. Обычно непосредственно сам толкатель не разрезает (либо существенно не разрезает) стенку капсулы, а создает углубление в данной стенке вблизи отверстия, формируемого режущей кромкой, для увеличения отверстия или способствует подобному увеличению за счет прохождения через отверстие жидкости под давлением. Поэтому циркуляция жидкости через увеличиваемое подобным образом отверстие усиливается, не снижая прочности открывателя.

Открыватель может быть изготовлен из металла, такого как сталь или железо, либо из керамического или возможно твердого полимерного материала. Стенка капсулы, вскрываемая открывателем, должна быть изготовлена из материала, который не приводит к существенному износу открывателя, например, пластика или алюминия. Также капсула может быть изготовлена из биоразлагаемого материала.

У открывателя может иметься нож с имеющимся у него основанием, на которое опирается режущая кромка и толкатель, нож проходит от опорного элемента, например, от опорной пластины. Опорный элемент может иметь одну или несколько монтажных компоновок, например, по меньшей мере одну монтажную компоновку с использованием следующих элементов: монтажного отверстия, выемки и выступающего элемента, такого как винт или заклепка, или пружинного элемента, например, зажима для анкерирования и/или расположения опорного элемента в держателе капсулы. Как вариант, монтажный элемент(ы) и нож могут быть расположены под углом, а у держателя капсулы может быть ребро, заходящее в данный угол между монтажным элемент(ами)ом и ножом, обычно образующий выемку в открывателе. Нож и опорный элемент и, при его наличии, монтажный элемент(ы) могут быть изготовлены из единой изогнутой пластины. Например, нож и, при его наличии, монтажный элемент сгибается/сгибаются под углом в диапазоне от 75 до 105 градусов, например, от 85 до 95 градусов относительно опорного элемента.

Режущая кромка и толкатель могут быть образованы из одного и того же пластинчатого элемента. Толщина пластинчатого элемента необязательно сходит на конус вдоль режущей кромки, образуя режущий выступ и, в частности, неконусный толкатель, образующий толкающую поверхность.

Открыватель полностью или отдельные его части (например, пластинчатый элемент) могут быть изготовлены из тонкой пластины, например, листа с постоянной толщиной, например, менее 1 мм, обычно толщина находится в диапазоне от 0.05 до 0.5 мм.

Пластинчатый элемент, из которого образованы режущая кромка и толкатель, может иметь постоянную толщину вдоль кромки и толкателя. Например, у режущей кромки имеется режущий выступ, проходящий под углом реза к направлению резания открывателя, а у толкателя имеется толкающая поверхность, проходящая под углом толкания к направлению резания, угол реза меньше угла толкания, таким образом, чтобы режущий выступ мог проходить через стенку капсулы, тогда как толкающая поверхность могла лишь вдавливать стенку капсулы, режущий выступ необязательно является неконусным.

Толкатель и режущая кромка могут быть расположены под углом, в частности, под углом в диапазоне от 15 до 165 градусов, например, от 45 до 135 градусов, необязательно, от 60 до 120, в частности от 80 до 100 градусов.

Толкатель может проходить от нижней части режущей кромки. Как вариант, режущая кромка и толкатель могут быть разнесены между собой.

Толкатель может проходить в той же плоскости, что и режущая кромка, либо в другой плоскости.

У режущей кромки имеется по меньшей мере один режущий выступ, в частности, пара, в целом, прямых, неколлинеарных режущих выступов, например, пара v-образных или u-образных выступов для прорезания стенки капсулы в направлении резания и формирования отверстия, проходящего, в целом, вдоль прямого прорезанного участка.

У режущей кромки, в направлении резания, могут иметься по меньшей мере два некопланарных выступа для прорезания стенки капсулы и формирования отверстия, проходящего вдоль: первого прорезанного участка, формируемого первым выступом; и второго прорезанного участка, расположенного под углом относительно первого прорезанного участка и формируемого вторым выступом.

У режущей кромки может иметься по меньшей мере один режущий выступ, который разрезает стенку капсулы, формируя отверстие. У толкателя может иметься по меньшей мере одна толкающая поверхность, которая вдавливает стенку капсулы для формирования углубления, при этом: толкающая поверхность имеет такую форму, что она, в целом, является продолжением режущего выступа, толкающая поверхность и режущий выступ необязательно имеют такую форму, что, в целом, они расположены заподлицо, либо толкающая поверхность имеет такую форму, что она отличается от формы режущего выступа, толкатель необязательно удален от режущей кромки (151).

Режущая кромка может быть выполнена с возможностью формирования отверстия, имеющего первый участок и второй участок, пересекающийся неколлинеарным образом с первым участком. Данные участки ограничивают ослабленную область стенки капсулы, которая может перемещаться, упрощая прохождение текучей среды через отверстие. Например, ослабленная область может перемещаться под действием толкателя, вдавливающего участок, который по меньшей мере частично накладывается на ослабленную область. Ослабленная область стенки капсулы, в целом, может иметь U-образную, V-образную или L-образную форму. Ослабленная область может перемещаться текучей средой под давлением, заходящей в держатель капсулы.

По одному из вариантов осуществления открыватель содержит множество разнесенных режущих кромок для формирования множества разнесенных отверстий в стенках одной или нескольких капсул путем их прорезания. Каждая режущая кромка взаимосвязана с соответствующим толкателем, который вдавливает соответствующий участок стенки одной или каждой капсулы вокруг каждого отверстия после формирования отверстия путем прорезания стенки соответствующей режущей кромкой. Необязательно, каждая режущая кромка и взаимосвязанный с ней толкатель образуют нож, таким образом, что у открывателя имеется несколько разнесенных ножей. Режущие кромки могут быть, в целом, расположены по касательной вокруг центральной оси открывателя, а толкатели могут проходить, в целом, в радиальном направлении от данной оси или наоборот.

Изобретение также относится к открывателю блока для экстракции капсулы. Открыватель выполнен с возможностью формирования отверстия в стенке подобной капсулы, в частности, отверстия, имеющего форму прямой, изогнутой или расположенной под углом прорези. Открыватель содержит режущую кромку, которая формирует подобное отверстие путем его прорезания. Согласно изобретению указанный открыватель дополнительно содержит толкатель для создания углубления на участке стенки капсулы вблизи отверстия после его формирования путем прорезания стенки капсулы режущей кромкой. Открыватель может включать в себя любой из вышеперечисленных признаков, относящихся к открывателю, или комбинацию из них.

Изобретение, кроме этого, относится к экстракционному блоку для экстракции капсулы, у которой имеется стенка. Блок содержит держатель капсулы для удерживания капсулы и открыватель, рассмотренный выше. Необязательно держатель капсулы содержит первую часть и вторую часть, которые относительно подвижны между положением загрузки и/или извлечения капсулы и положением экстракции капсулы. Открыватель установлен во второй части таким образом, что по меньшей мере одна из режущих кромок и толкатель выступают вперед, в направлении первой части. Экстракционный блок может включать в себя любой из вышеперечисленных признаков, относящихся к блоку, или комбинацию из них.

Другой объект изобретения относится к использованию капсулы в вышеописанной системе, у капсулы имеется стенка, которая прорезается режущей кромкой открывателя для формирования указанного отверстия, в частности, отверстия, имеющего форму прямой, изогнутой или расположенной под углом прорези. Участок вблизи отверстия вдавливается толкателем после формирования отверстия путем прорезания стенки режущей кромкой.

Капсула может содержать, в целом, цилиндрический или усеченно-конусный, либо куполообразный или усеченно-конусный контейнер. У контейнера имеется, например, ось симметрии, такая как ось вращения. У контейнера имеется дно и крышка. Стенка капсулы образует часть контейнера. Необязательно стенка капсулы проходит от дна в направлении крышки. Указанная стенка может быть, в целом, цилиндрической, усеченно-конусной, куполообразной, усеченно-куполообразной или плоской.

Другой объект изобретения относится к использованию капсулы для вышеуказанных целей, с целью приготовления по меньшей мере одного из следующих напитков: кофе, чая, шоколада, молока, какао, ингредиенты которых находятся внутри капсулы.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет более рассмотрено со ссылкой на схематические чертежи, где:

на фиг. 1 показан открыватель капсул в системе по изобретению, вид в перспективе;

на фиг. 2 показана заготовка открывателя капсул по фиг. 1, вид сверху;

на фиг. 3 и 4 показан открыватель, изображенный на фиг. 1, вид сверху и сбоку, соответственно;

на фиг. 5 изображена система, содержащая капсулу, вскрытую открывателем, в экстракционном блоке по изобретению;

на фиг. 6 показана часть системы по фиг. 5 до вскрытия капсулы, вид в увеличенном масштабе;

на фиг. 7 показана капсула, используемая в системе по изобретению;

на фиг. 8-11b изображена капсула, которая последовательно вскрывается другим открывателем по изобретению, а на фигурах 8а, 9а, 10а, 11а и 11b показана капсула с указанным открывателем; и

на фиг. 12 и 13 показан другой открыватель капсул по изобретению, вид сбоку и сверху, соответственно.

Осуществление изобретения

На фиг. 5 и 6 раскрыт пример системы по изобретению, содержащей капсулу 30 и блок 10, 20 экстракции капсул. Открыватель 10 подобного экстракционного блока изображен на фиг. 1-4, капсула 30 для подобной системы раскрыта на фиг. 7, а вскрытие капсулы 30 с помощью альтернативного открывателя 10 изображено на фиг. 8-11b. Если не оговорено иное, на всех фигурах одинаковые элементы, в целом, обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

Как показано на фиг. 7, у капсулы 30, используемой в системе, может быть чашеобразная емкость 31, которая, в целом, имеет цилиндрическую или усеченно-конусную, либо куполообразную или усеченно-куполообразную форму, в частности, комбинацию из разных секций подобных форм. Обычно у емкости 31 имеется усеченно-конусный тупой нижний торец 32, 33 и усеченно-конусный острый корпус, проходящий от нижнего торца в направлении горловины емкости 31. У нижнего торца 32, 33 может иметься, в целом, плоское или слегка выгнутое, или вогнутое дно 33 и окружная стенка 32. Горловина емкости 31 может быть закрыта крышкой 34. Крышка может быть полностью или частично закреплена к емкости; либо крышка может быть цельноформована с емкостью. Подобная крышка, например, алюминиевая фольга или пластиковая пленка, обычно может выступать за края горловины, образуя фланец 35. Капсула 30, в целом, может иметь форму тела вращения вокруг продольной оси 36. Также допустимы другие формы капсулы, в частности: емкость картриджа может состоять из единственной секции, например, (усеченно-)конусной, (усеченно-)куполообразной или цилиндрической; дно может быть, в целом, плоским или заостренным.

Емкость 31 или по меньшей мере стенка 32 могут быть изготовлены из пластика, биоразлагаемого материала или алюминия. Крышка 34 может быть изготовлена из бумаги, пластика, биоразлагаемого материала или алюминия.

Капсула 30 обычно содержит ингредиент, например, ингредиент для приготовления напитка, такого как кофе, чай, какао, молоко и т.п. Объем капсулы 30, например, позволяет вмещать от 3 до 10 г молотого кофе для приготовления ристретто, эспрессо, лунго или кофе по-американски.

Как изображено на фиг. 1-6, в экстракционном блоке 10, 20 имеется держатель 20 капсулы, предназначенный для удерживания капсулы 30, и открыватель 10, для формирования отверстия 37, 38 в стенке 32 капсулы. Подобное отверстие может иметь форму прямой, изогнутой или расположенной под углом прорези 37, 38 (показана на фиг. 10 и 11). Открыватель 10 содержит режущую кромку 151, которая формирует отверстие 37, 38 в стенке 32 капсулы путем его прорезания.

Согласно изобретению открыватель 10 дополнительно содержит толкатель 152, который создает углубление на участке 39 стенки 32 капсулы рядом с отверстием 37, 38 после его формирования путем прорезания стенки 32 режущей кромкой 151. На фиг. 6 изображен участок капсулы 30, находящейся в держателе 20, непосредственно перед ее вскрытием, а на фиг. 5 показана капсула 30, находящаяся в держателе, после ее вскрытия открывателем 10. Формирование отверстия 37, 38 и углубления 39 будет рассмотрено более подробно со ссылкой на фиг. 8-11b.

Держатель 20 предназначен для удерживания капсулы 30 для ее экстракции. Держатель 20 капсулы может содержать первую часть 21 и вторую часть 22, которые относительно подвижны между положением загрузки капсулы и/или извлечения капсулы (не показано) и положением экстракции капсулы (по фиг. 5).

Первая и вторая части 21, 22 могут быть относительно подвижны при приложении ручного усилия, например, как это раскрыто в документах WO 2005/004683, WO 2007/135135, WO 2007/135136 или WO 2009/043630, либо автоматического усилия, в частности, моторизованного усилия, например, как это раскрыто в документах ЕР 1767129, WO 2012/025258, WO 2012/025259, либо гидравлического или комбинированного усилия, как, например, в документе WO 2011/042400.

У первой части 21 может иметься поверхность 210, обращенная в сторону крышки 34 капсулы 30. Поверхность 210 может включать в себя приспособление для направления текучей среды из капсулы или в капсулу 30, в частности, для обеспечения выхода жидкости из капсулы 30 через крышку 34. Поверхность 210 может просто собирать (или подавать) текучую среду из капсулы 30 на выпускное отверстие 211, либо дополнительно может быть выполнена с возможностью вскрытия крышки 30, например, при помощи средств вскрытия крышки, например, шпилек или ножей или пирамидальных элементов, которые проникают в крышку 34, подобно тому, как это раскрыто в документах ЕР 0512468 и ЕР 0512470.

У второй части 22 может иметься гидравлическое герметизирующее приспособление для герметизации первой и второй частей 21, 22 вокруг фланца 35 капсулы 30. Герметизирующее приспособление может включать в себя гидравлический поршневой элемент 23, у которого имеется горловина 25. Поршневой элемент 23 может образовывать обойму вокруг емкости 31 капсулы. Поршневой элемент 23 может быть подвижно установлен во второй части 22. Пружина 225 может использоваться для выталкивания поршня 23 и горловины из части 22 и их прижатия к фланцу 25 капсулы и к первой части 21. Жидкость может подаваться в держатель 20 через канал 223 в держателе 22 вокруг задней части поршня 23, в направлении капсулы 30, через один или несколько проходов 222, 224. Из проходов 222, 224 жидкость может проходить вдоль ножа 15 через отверстия 37, 38, образованные путем вскрытия кромки 151 капсулы 30. Для того чтобы жидкость под давлением, поступающая в держатель 20, не отсоединяла поршневой элемент 23 от первой части 21, поршневой элемент 23 может дополнительно прижиматься к первой части 21 за счет прохода жидкости под давлением между частями 22 и 23. Для закупоривания подвижного поршневого элемент 23 и второй части 22 можно использовать уплотнение 221. Более подробно гидравлическая система герметизации раскрыта, например, в документе ЕР 2068684.

Экстракция капсулы 30 может осуществляться за счет пропускания через нее жидкости, смешивающейся с ингредиентом, находящимся в капсуле 30, например, ароматизирующим ингредиентом, таким как чай, кофе, какао, молоко … для приготовления напитка.

Этапы обработки капсулы 30, от загрузки в держатель 10, 20 до ее извлечения из держателя 10, 20, с промежуточной экстракцией содержимого, известны, например, из документов WO 2005/004683, WO 2009/043630 и WO 2012/025258.

Открыватель 10 может быть установлен во второй части 22 таким образом, чтобы по меньшей мере одна режущая кромка 151 и толкатель 152 выступали в направлении первой части 21.

Центральная ось 16 открывателя 10 может быть, по существу, коллинеарна оси 26 второй части 22, в частности поршня 23, и центральной оси 36 капсулы 30.

Необязательно режущая кромка 151 может пробивать стенку 32 капсулы в направлении оси 16 при смыкании держателя 20 вокруг капсулы 30.

Экстракционный блок 10, 20 может быть установлен в устройстве приготовления напитков, как это известно из уровня техники, например, в устройстве, оснащенном функциональными элементами, раскрытыми в документе WO 2009/074550, такими как блок управления, интерфейс пользователя, трубопровод, помпа, регулятор температуры, в частности, нагреватель и/или кулер, бак для воды или устройство подачи других ингредиентов, накопитель использованных ингредиентов и т.п.

Как показано на фиг. 1-4, у открывателя 10 может иметься нож 15, на основание 153 которого опирается режущая кромка 151 и толкатель 152, нож 15 проходит от опорного элемента 11, в частности, опорной пластины. У опорного элемента 11 может быть одна или несколько монтажных компоновок, в частности, по меньшей мере одна монтажная компоновка с использованием следующих элементов: монтажного отверстия 12 (которое может использоваться для ввинчивания или заклепывания открывателя 10 в держатель 20), выемки 14 и выступающего элемента 13, такого как винт или заклепка или пружинного элемента, например, клипсы для анкерирования и/или расположения опорного элемента в держателе 20 капсулы. Необязательно подобный выступающий элемент(ы) 13 и нож 15 расположены под углом 14, у держателя 20 капсулы имеется ребро 24, заходящее в указанный угол 14 между выступающим элемент(ами)ом и ножом 15. Нож 15, опорный элемент 11 и, при его наличии, выступающий элемент(ы) 13, изготовлены из единой изогнутой пластины.

Например, нож 15 и, при его наличии, монтажный элемент 13 сгибаются под углом в диапазоне от 75 до 105 градусов, например, от 85 до 95 градусов относительно опорного элемента 11.

Как показано на фиг. 2, открыватель 10 может быть изготовлен из соответствующего раскроенного листа металла, который соответствующим образом изогнут для формирования вышеуказанных частей открывателя.

Режущая кромка 151 и толкатель 152 могут быть изготовлены из одного и того же пластинчатого элемента. Необязательно толщина подобного пластинчатого элемента сходит на конус вдоль режущей кромки 151, образуя режущий выступ 151а, 151b, 151с с улучшенными режущими свойствами. Толкатель 152 обычно имеет неконусную или незначительно сходящую на конус толкающую поверхность 152а. Разумеется, в процессе изготовления, связанном, например, с раскроем пластины, неизбежно может происходить определенная деформация окружности подобной пластины. В этом случае пластина может приобретать дополнительную конусность, например, вдоль режущей кромки 151.

Пластинчатый элемент, из которого изготавливают режущую кромку 151 и толкатель 152, в целом, может иметь постоянную толщину вдоль кромки 151 и толкателя 152. Например, у режущей кромки 151 имеется режущий выступ 151а, 151b, 151с, который расположен под углом реза к направлению 16 резания открывателя 10, а у толкателя 152 имеется толкающая поверхность 152а, которая расположена под углом толкания к направлению 16 резания. В данном примере угол реза может быть меньше угла толкания, таким образом, чтобы режущий выступ 151а, 151b, 151с мог проходить через стенку 32 капсулы, тогда как толкающая поверхность 152а могла лишь создавать углубление в стенке капсулы (минимально прорезая ее). Как вариант, режущий выступ 151а, 151b, 151с может быть не-конусным.

За счет образования соответствующих углов между режущей кромкой 151 и толкателем 152 относительно направления 16 резания, в частности не требуется станочная обработка, например, заострение окружности пластины, для обеспечения режущего эффекта кромки 151 и вдавливания толкателем 152 стенки 32 капсулы. Разумеется, толщину и углы следует подбирать с учетом особенностей и ориентации стенки 32 капсулы таким образом, чтобы после сближения стенки 32 и открывателя 10 стенка 32 вначале разрезалась режущей кромкой 151, а затем вдавливалась толкателем 152.

Толкатель 152 и режущая кромка 151 могут быть расположены под углом, в частности, под углом в диапазоне от 15 до 165 градусов, например, от 45 до 135 градусов, необязательно, от 60 до 120, в частности от 80 до 100 градусов.

Толкатель 152 может проходить от нижней части режущей кромки 151 в направлении 16 резания.

У режущей кромки 151 может быть по меньшей мере один режущий выступ 151а для прорезания стенки 32 капсулы в направлении 16 резания с целью формирования отверстия, проходящего, в целом, вдоль прямого прорезанного участка 37. Как показано в вариации по фиг. 8-11b, где одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями, для прорезания стенки 32 капсулы в направлении 16 резания может использоваться пара, в целом, прямых неколлинеарных режущих выступов, таких как пара выступов 151а, 151b.

У режущей кромки 151, в направлении 16 резания, могут иметься по меньшей мере два некопланарных режущих выступа 151а, 151b; 151с для прорезания стенки 32 капсулы и формирования отверстия, проходящего вдоль:

первого режущего участка 37, образуемого первым выступом 151а, 151b; и

второго режущего участка 38, расположенного под углом относительно первого режущего участка 38 и образуемого вторым выступом 151с.

В варианте осуществления по фиг. 1-4 прорезанный участок 37 образован единственным первым выступом 151а. В варианте осуществления по фиг. 8-11b прорезанный участок 37 образован двойным выступом 151а, 151b, который проходит в одной и той же плоскости в направлении 16 резания.

У режущей кромки 151 может быть по меньшей мере один выступ 151а, 151b, 151с, который разрезает стенку 32 капсулы для формирования отверстия 37, 38, у толкателя 152 имеется по меньшей мере одна толкающая поверхность 152а, которая вдавливает стенку 32 для формирования углубления 39 (обозначено пунктирной линией 391 на фиг. 11). Форма толкающей поверхности 152а, в целом, может являться продолжением (т.е. без существенных прерываний или разрывов) формы режущего выступа 151а, 151b, 151с, как это показано на фиг. 1-4 и 8-11b. Необязательно толкающая поверхность 152а и режущий выступ 151а, 151b, 151с, в целом, могут быть заподлицо. Поэтому воздействие, оказываемое на стенку 32 капсулы режущим выступом 151 и толкателем 152, последовательно переходит от разрезания к вдавливанию.

Режущий выступ 151а, 151b; 151с может быть выполнен с возможностью формирования отверстия, имеющего первый участок 37 и второй участок 38, пересекающийся неколлинеарным образом с первым участком 37 (образуя угол между первым и вторым участками 37, 38). Подобные участки 37, 38 ограничивают между ними ослабленную область 392 в стенке 32 капсулы, которая подвижна и улучшает циркуляцию текучей среды через отверстие 37, 38. Поэтому отверстие 37, 38 может расширяться за счет раздвижения ослабленной области 392, например, за счет сгибания области 392, в целом вдоль линии, проходящей между двумя внешними крайними точками участков 37, 38. Ослабленная область 392 может перемещаться под действием толкателя 152, вдавливающего участок 39, по меньшей мере частично накладываясь на ослабленную область 392. Ослабленная область 392 стенки 32 капсулы между участками 37, 38 имеет, в целом, U-образную, V-образную или L-образную форму. Ослабленная область 392 может перемещаться под действием текучей среды под давлением, заходящей в держатель 20.

Как показано на фиг. 1-4 и 8-11b, открыватель 10 может содержать несколько разнесенных режущих кромок 151 для формирования нескольких разнесенных отверстий 37, 38 в стенках 32 одной или нескольких капсул путем их прорезания. Каждая режущая кромка 151 может быть взаимосвязана с соответствующим толкателем 152, который вдавливает соответствующий участок 39 стенки 32 одной или каждой капсулы с имеющимся в ней отверстием 37, 38 после его формирования путем прорезания стенки 32 капсулы соответствующей режущей кромкой 151. Необязательно каждая режущая кромка 151 и взаимосвязанный с ней толкатель 152 образуют нож, таким образом, что у открывателя имеется несколько разнесенных ножей. Подобный открыватель 10 с несколькими ножами 15 может быть изготовлен из единой пластины, например, листа, в частности, соответствующим образом изогнутого листа. Ножи 15 могут быть равномерно разнесены вдоль окружности открывателя 10. Например, у открывателя 10 имеется три ножа 15, ножи разнесены относительно друг друга под углом в 120 градусов, как это показано на фиг. 2.

Например, режущие кромки 151 расположены, в целом, по касательной вокруг центральной оси 16, а толкатели 152 проходят, в целом, в радиальном направлении от центральной оси, как это показано на фиг. 3, или наоборот.

У открывателя 10', схематически изображенного на фиг. 12 и 13, одинаковые элементы которого, в целом, обозначены одинаковыми ссылочными позициями, имеется вскрывающий блок 15', который содержит режущую кромку 151 и толкатель 152, удаленный от кромки 151. У толкателя 152 имеется толкающая поверхность 152а, которая вдавливает участок 39 стенки 33 капсулы (схематически показанный пунктирной линией) рядом с отверстием 37, образованным режущей кромкой 151, в частности, режущей кромкой 151а. В отличие от предыдущих вариантов осуществления, толкатель 152 не примыкает к режущей кромке 151. Однако, углубление 39, формируемое толкателем 15 в стенке 33 капсулы, проходит до отверстия, формируемого в стенке 33 режущей кромкой 151. По данному конкретному варианту осуществления пробивается дно 32 капсулы.

По одной из вариаций, открыватель 10' может быть выполнен с возможностью пробивания окружной стенки 32 и/или может иметь несколько режущих кромок, взаимосвязанных с определенным толкателем или с одним общим толкателем, например, центральным толкателем, окруженным несколькими режущими кромками.

Вскрывающий блок 15' состоит из опорного элемента 11, например, пластины, такой как центральная пластина, и проходит от нее в центральном направлении 16' открывателя 10'. Например, у опорного элемента 11 имеется центральная ось 16' (например, проходящая, в целом, перпендикулярно элементу 11), а у режущей кромки 151 имеется вершина на оси 16' элемента 11.

Также как в предыдущем варианте осуществления, толкатель 152 может вдавливать участок стенки 33 капсулы рядом с отверстием 37 для надавливания на отверстие и его увеличения (и/или позволяя ему увеличиваться за счет циркуляции проходящей через него текучей среды под давлением).

По дополнительному варианту осуществления режущая кромка и толкатель из варианта осуществления по фиг. 12 и 13 могут быть объединены с режущей кромкой и толкателем из компоновки, раскрытой в предыдущих вариантах осуществления, например, показанной на фиг. 1-4.

В отличие от открывателей из известного уровня техники, открыватель по настоящему изобретению обеспечивает, в случае равномерного увеличения давления на стенку 32, 33 капсулы за счет циркуляции жидкости под давлением, формирование предпочтительной траектории циркуляции вдоль режущей кромки 151 через увеличенное и/или увеличивающееся отверстие 37. Это предотвращает сминание стенки 32, 33 капсулы и как результат частичное или полное блокирование отверстия 37. За счет этого экстракция капсул 30 может осуществляться надлежащим образом, без помех из-за непроизвольного сминания капсулы под действием давления.

Изобретение относится к устройству для вскрытия, например пробивания экстракции капсулы, а также к системе, состоящей из подобного устройства, капсулы и использованию капсулы в подобном устройстве. Система содержит капсулу (30) со стенкой и блок (10, 10', 20) экстракции капсулы. В блоке экстракции находится держатель (20) капсулы для удерживания капсулы и открыватель (10) с режущей кромкой (151) для формирования отверстия (37, 38) в стенке (32, 33) капсулы путем его прорезания. Открыватель (10, 10') дополнительно содержит толкатель (152), который вдавливает участок (39) стенки (32, 33) капсулы рядом с отверстием (37, 38) после формирования отверстия путем прорезания стенки (32, 33) режущей кромкой (151). При этом режущая кромка (151) и толкатель (152) изготовлены из одного и того же пластинчатого элемента и толкатель (152) удален от режущей кромки (151). 5 н. и 14 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Система, содержащая капсулу (30) и блок (10, 10’, 20) экстракции капсул, в которой:

у капсулы имеется стенка (32, 33); а

в экстракционном блоке имеется держатель (20) капсулы - для удерживания капсулы и открыватель (10, 10’) - для формирования отверстия (37, 38) в стенке (32, 33) капсулы, в частности отверстия, имеющего форму прямой, изогнутой или расположенной под углом прорези (37, 38), при этом

у открывателя (10, 10’) имеется режущая кромка (151), которая формирует отверстие (37, 38) в стенке (32, 33) путем его прорезания,

отличающаяся тем, что открыватель (10, 10’) дополнительно содержит толкатель (152), который вдавливает участок (39) стенки (32, 33) рядом с отверстием (37, 38) после его формирования путем прорезания стенки (32, 33) режущей кромкой (151),

при этом режущая кромка (151) и толкатель (152) изготовлены из одного и того же пластинчатого элемента и толкатель (152) удален от режущей кромки (151).

2. Система по п. 1, в которой у открывателя (10) имеется нож (15) с имеющимся у него основанием (153), на которое опирается режущая кромка (151) и толкатель (152), при этом нож проходит от опорного элемента (11), в частности, от опорной пластины, при этом, необязательно, опорный элемент (11) имеет одну или несколько монтажных компоновок, в частности, по меньшей мере одну монтажную компоновку с использованием следующих элементов: монтажного отверстия (12), выемки (14) или выступающего элемента (13), такого как винт или заклепка, или пружинного элемента, например, зажима, для анкерирования и/или расположения опорного элемента в держателе (20) капсулы, при этом указанный(ые) монтажный(ые) элемент(ы) и нож (15) расположены под углом (14), а у держателя (20) капсулы имеется ребро (24), заходящее в указанный угол (14) между монтажным элемент(ами)ом и ножом (15).

3. Система по п. 2, в которой нож (15), опорный элемент (11) и, при его (их) наличии, монтажный(ые) элемент(ы) (13), изготовлены из единой изогнутой пластины, нож (15) и, при его (их) наличии, монтажный(ые) элемент(ы) (13), в частности, изогнуты относительно опорного элемента под углом в диапазоне от 75 до 105 градусов, например, от 85 до 95 градусов.

4. Система по п. 1, в которой пластинчатый материал, из которого изготовлены режущая кромка (151) и толкатель (152), имеет толщину, сходящую на конус вдоль режущей кромки (151), образуя режущий выступ (151a, 151b, 151c), и, в частности, не-конусный толкатель (152), образующий толкающую поверхность (152а).

5. Система по п. 2, в которой пластинчатый материал, из которого изготовлены режущая кромка (151) и толкатель (152), имеет толщину, сходящую на конус вдоль режущей кромки (151), образуя режущий выступ (151a, 151b, 151c), и, в частности, не-конусный толкатель (152), образующий толкающую поверхность (152а).

6. Система по п. 3, в которой пластинчатый материал, из которого изготовлены режущая кромка (151) и толкатель (152), имеет толщину, сходящую на конус вдоль режущей кромки (151), образуя режущий выступ (151a, 151b, 151c), и, в частности, не-конусный толкатель (152), образующий толкающую поверхность (152а).

7. Система по п. 4, в которой пластинчатый элемент, образующий режущую кромку (151) и толкатель (152), имеет постоянную толщину вдоль кромки и толкателя, у режущей кромки имеется режущий выступ (151a, 151b, 151c), который расположен под углом реза к направлению (16) резания открывателя (10), а у толкателя имеется толкающая поверхность (152а), которая расположена под углом толкания к направлению (16) резания, при этом угол реза меньше угла толкания так, чтобы режущий выступ (151a, 151b, 151c) мог проходить через стенку (32) капсулы, тогда как толкающая поверхность (152a) могла лишь вдавливать стенку капсулы, при этом, необязательно, режущий выступ (151a, 151b, 151c) не является конусным.

8. Система по п. 5, в которой пластинчатый элемент, образующий режущую кромку (151) и толкатель (152), имеет постоянную толщину вдоль кромки и толкателя, у режущей кромки имеется режущий выступ (151a, 151b, 151c), который расположен под углом реза к направлению (16) резания открывателя (10), а у толкателя имеется толкающая поверхность (152а), которая расположена под углом толкания к направлению (16) резания, при этом угол реза меньше угла толкания так, чтобы режущий выступ (151a, 151b, 151c) мог проходить через стенку (32) капсулы, тогда как толкающая поверхность (152a) могла лишь вдавливать стенку капсулы, при этом, необязательно, режущий выступ (151a, 151b, 151c) не является конусным.

9. Система по п. 6, в которой пластинчатый элемент, образующий режущую кромку (151) и толкатель (152), имеет постоянную толщину вдоль кромки и толкателя, у режущей кромки имеется режущий выступ (151a, 151b, 151c), который расположен под углом реза к направлению (16) резания открывателя (10), а у толкателя имеется толкающая поверхность (152а), которая расположена под углом толкания к направлению (16) резания, при этом угол реза меньше угла толкания так, чтобы режущий выступ (151a, 151b, 151c) мог проходить через стенку (32) капсулы, тогда как толкающая поверхность (152a) могла лишь вдавливать стенку капсулы, при этом, необязательно, режущий выступ (151a, 151b, 151c) не является конусным.

10. Система по любому из пп. 1-9, в которой:

толкатель (152) расположен под углом к режущей кромке (151), в частности, под углом в диапазоне от 15 до 165 градусов, например, от 45 до 135 градусов, необязательно, от 60 до 120, в частности от 80 до 100 градусов; и/или

толкатель (152) проходит от нижней части режущей кромки (151).

11. Система п. 1, в которой у режущей кромки (151) имеется один или более элементов из:

- по меньшей мере одного режущего выступа (151а), в частности, пары, в целом, прямых, неколлинеарных режущих выступов, например, пары v-образных или u-образных выступов (151a, 151b) для прорезания стенки (32) капсулы в направлении (16) резания и формирования отверстия, проходящего, в целом, вдоль прямого прорезанного участка (37);

- в направлении (16) резания - по меньшей мере двух некомпланарных режущих выступов (151a, 151b, 151c) для прорезания стенки (32) капсулы и формирования отверстия, проходящего вдоль:

первого прорезанного участка (37), формируемого первым выступом (151a, 151b); и

второго прорезанного участка (38), расположенного под углом относительно первого прорезанного участка (38) и формируемого вторым выступом (151с);

и

- по меньшей мере одного режущего выступа (151a, 151b, 151c), который прорезает стенку (32) капсулы для формирования отверстия (37, 38), при этом у толкателя (152) имеется по меньшей мере одна толкающая поверхность (152а), которая вдавливает стенку (32) капсулы для формирования углубления (39), причем

толкающая поверхность (152а), в целом, является продолжением режущего выступа (151a, 151b, 151c), необязательно, толкающая поверхность (152а) и режущий выступ (151a, 151b, 151c) расположены, в целом, заподлицо; или

толкающая поверхность (152а) отделена от режущего выступа (151a, 151b, 151c).

12. Система по п. 1, в которой режущая кромка (151а) выполнена с возможностью формирования отверстия, имеющего первый участок (37) и второй участок (38), пересекающийся неколлинеарным образом с первым участком, указанные участки (37, 38) ограничивают ослабленную область (392) стенки (32) капсулы, которая может перемещаться, упрощая циркуляцию текучей среды через отверстие (37, 38), ослабленная область (392), в частности, может перемещаться под действием толкателя (152), вдавливающего участок (39), по меньшей мере частично накладывающийся на ослабленную область (392).

13. Система по п. 12, в которой ослабленная область (392) стенки (32) капсулы может иметь, в целом, U-образную, V-образную или L-образную форму; и/или может перемещаться текучей средой под давлением, заходящей в держатель (20) капсулы.

14. Система по п. 1, в которой открыватель (10) содержит несколько разнесенных режущих кромок (151) для формирования нескольких разнесенных отверстий (37, 38) в стенках (32) одной или нескольких капсул путем их прорезания, каждая режущая кромка (151) взаимосвязана с соответствующим толкателем (152), который вдавливает соответствующий участок (39) стенки (32) каждой капсулы, взаимосвязанный с каждым отверстием (37, 38) после его формирования путем прорезания стенки (32) капсулы соответствующей режущей кромкой (151), необязательно, каждая режущая кромка (151) и взаимосвязанный толкатель (152) формируют нож таким образом, что у открывателя имеется несколько разнесенных ножей (15).

15. Система по п. 14, в которой режущие кромки (151), в целом, расположены по касательной вокруг центральной оси (16) открывателя (10), а толкатели (152), в целом, проходят в радиальном направлении от оси (16) или наоборот.

16. Открыватель (10, 10’) блока (10, 10’, 20) для экстракции капсулы (30), выполненный с возможностью формирования отверстия (37, 38) в стенке (32, 33) такой капсулы, в частности, отверстия, имеющего форму прямой, изогнутой или расположенной под углом прорези, и содержащий режущую кромку (151), формирующую указанное отверстие (37, 38) путем прорезания указанной стенки,

отличающийся тем, что дополнительно содержит толкатель (152), который вдавливает участок (39) указанной стенки (32) рядом с отверстием (37, 38) после его формирования путем прорезания указанной стенки (32, 33) режущей кромкой (151).

17. Экстракционный блок (10, 10’, 20) для экстракции капсулы (30), у которой имеется стенка (32, 33), содержащий держатель (20) капсулы для удерживания капсулы, и открыватель (10, 10’) по п. 16, при этом, необязательно, держатель капсулы содержит первую часть (21) и вторую часть (22), которые относительно подвижны между положением загрузки и/или извлечения капсулы и положением экстракции капсулы, открыватель (10, 10’) установлен во второй части таким образом, чтобы по меньшей мере один из следующих элементов: режущая кромка (151) или толкатель (152) выступали в направлении первой части (21).

18. Способ использования в системе по любому из пп. 1-15 капсулы (30), при этом у капсулы (30) имеется стенка (32, 33), которая, в целом, является цилиндрической, усечено-конусной, куполообразной, усечено-куполообразной или плоской, прорезаемая режущей кромкой (151) открывателя (10, 10’) с целью формирования указанного отверстия (37, 38), в частности, отверстия, имеющего форму прямой, изогнутой или расположенной под углом прорези (37, 38), в котором участок (39), примыкающий к отверстию (37, 38), вдавливается толкателем (152) после формирования отверстия (37, 38) путем прорезания стенки (32, 33) режущей кромкой (151), при этом, необязательно, капсула (30) содержит, в целом, цилиндрический или усечено-конусный, либо куполообразный или усечено-куполообразный контейнер (31), в частности, контейнер (31), имеющий ось (36) симметрии, например, ось (36) вращения, при этом у контейнера (31) имеется дно (33) и крышка (34), указанная стенка (32) капсулы является частью контейнера (31), необязательно, указанная стенка (32) капсулы проходит от дна (33) в направлении крышки (34).

19. Применение для капсулы (30), используемой в способе по п. 18, по меньшей мере одного из следующих веществ: кофе, чай, шоколад, молоко или суп, в качестве ингредиентов, содержащихся в указанной капсуле (30).