КАПСУЛА И СИСТЕМА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА ИЗ ТАКОЙ КАПСУЛЫ Российский патент 2020 года по МПК B65D85/804 

Изобретение относится к капсуле, содержащей вещество для приготовления напитка путем экстрагирования и/или растворения этого вещества посредством подачи в капсулу текучей среды под давлением, причем капсула содержит алюминиевый корпус капсулы, имеющий центральную ось корпуса капсулы и общую высоту, при этом упомянутый алюминиевый корпус капсулы обеспечен нижней частью, боковой стенкой и выступающей наружу кромкой, при этом капсула дополнительно содержит алюминиевую крышку, прикрепленную к выступающей наружу кромке, причем крышка имеет толщину стенки крышки и герметично закрывает капсулу, капсула дополнительно содержит уплотнительный элемент для обеспечения непроницаемого для текучей среды контакта с внешним элементом устройства для приготовления напитка, когда закрытая капсула располагается во внешнем элементе устройства для приготовления напитка, а внешний элемент закрыт с помощью закрывающего элемента устройства для приготовления напитка, такого как экстракционная пластина устройства для приготовления напитка, таким образом, что выступающая наружу кромка закрытой капсулы и по меньшей мере часть уплотнительного элемента закрытой капсулы обеспечивают уплотнение между внешним элементом и закрывающим элементом устройства для приготовления напитка, причем внешний элемент устройства для приготовления напитка содержит кольцевой элемент, имеющий центральную ось кольцевого элемента и свободный контактный конец, причем упомянутый свободный контактный конец кольцевого элемента необязательно обеспечен множеством радиально проходящих открытых канавок.

Такая капсула известна, например, из документа EP-B-1 700 548. В известной системе капсула оснащена уплотнительным элементом, имеющим форму уступа, т. е. представляющим собой резкое увеличение диаметра боковой стенки капсулы, а внешний элемент этой известной системы имеет уплотнительную поверхность, взаимодействующую с уплотнительным элементом, обеспечивая отклонение уплотнительного элемента, при этом уплотнительная поверхность наклонена таким образом, чтобы отклонение уплотнительного элемента приводило к деформации уступа внутрь и вниз. Кроме того, в известной системе внешний элемент содержит держатель капсулы и ручной или автоматический механизм для относительного смещения внешнего элемента и держателя капсулы. Ручной или автоматический механизм прикладывает усилие к уплотнительному элементу капсулы во время закрытия внешнего элемента на держателе капсулы. Такое усилие должно обеспечивать непроницаемое для текучей среды уплотнение между внешним элементом и капсулой. Поскольку ручной или автоматический механизм выполнен с возможностью перемещения относительно основания, возможности герметизации системы могут зависеть от давления текучей среды, подаваемой средствами для подачи текучей среды. При увеличении давления текучей среды также возрастает усилие между уплотнительным элементом капсулы и свободным концом внешнего элемента, и, следовательно, также возрастает усилие между уплотнительным элементом капсулы и свободным концом внешнего элемента. Ниже приведено описание такой системы. Уплотнительный элемент капсулы должен быть расположен таким образом, чтобы при достижении максимального давления текучей среды во внешнем элементе уплотнительный элемент по-прежнему обеспечивал непроницаемый для текучей среды контакт между внешним элементом и капсулой. Однако при этом уплотнительный элемент также должен быть расположен таким образом, чтобы перед варкой или в начале варки, когда давление текучей среды во внешнем элементе снаружи капсулы является относительно низким, уплотнительный элемент также обеспечивал непроницаемый для текучей среды контакт между внешним элементом и капсулой. Если в начале варки не будет обеспечиваться непроницаемый для текучей среды контакт между капсулой и внешним элементом, произойдет утечка. При этом в случае возникновения утечки существует реальная вероятность того, что давление во внешнем элементе и снаружи капсулы увеличится в недостаточной степени для увеличения усилия, которое оказывается на уплотнительный элемент посредством свободного конца внешнего элемента при перемещении внешнего элемента к держателю капсулы с помощью ручного или автоматического механизма. Только в случае достаточной первоначальной герметизации давление во внешнем элементе будет увеличиваться, способствуя также увеличению усилия, которое оказывается на уплотнительный элемент капсулы посредством свободного конца внешнего элемента, настолько, чтобы обеспечить достаточный непроницаемый для текучей среды контакт и при повышенном давлении текучей среды. Более того, такое повышенное давление текучей среды снаружи капсулы также обеспечивает увеличенное давление текучей среды внутри капсулы, что крайне важно, если капсула обеспечена крышкой, выполненной с возможностью разрыва разрывных элементов (также называемых экстракционной пластиной) держателя капсулы устройства для приготовления напитка под воздействием давления текучей среды в капсуле.

Таким образом, уплотнительный элемент является элементом, который имеет очень важное значение в конструкции. Он должен быть выполнен с возможностью обеспечения непроницаемого для текучей среды контакта между внешним элементом и капсулой при относительно низком давлении текучей среды, когда свободный конец внешнего элемента воздействует на уплотнительный элемент с относительно небольшим усилием, но он также должен обеспечивать непроницаемый для текучей среды контакт и при намного более высоком давлении текучей среды во внешнем элементе снаружи капсулы, когда на уплотнительный элемент капсулы воздействует более высокое усилие со стороны свободного конца внешнего элемента. В частности, когда свободный контактный конец внешнего элемента обеспечен радиально проходящими открытыми канавками, которые действуют в качестве каналов подачи воздуха, если усилие между внешним элементом и держателем капсулы ослабляется настолько, чтобы пользователю было легче извлечь капсулу, уплотнительный элемент также должен быть способен «закрывать» радиально проходящие открытые канавки для обеспечения эффективного уплотнения.

Целью настоящего изобретения является создание альтернативной капсулы с альтернативным уплотнительным элементом, который является относительно простым в изготовлении, который безопасен для окружающей среды в случае утилизации или после использования капсулы и/или который обеспечивает удовлетворительное уплотнение как при относительно низком давлении текучей среды, когда на уплотнительный элемент оказывается относительно небольшое усилие посредством свободного конца внешнего элемента (иногда также называемом первоначальным уплотнением), так и при гораздо более высоком давлении текучей среды, когда на уплотнительный элемент капсулы оказывается более высокое усилие (например, во время варки) посредством свободного конца внешнего элемента, даже если внешний элемент, на котором имеется свободный контактный конец, обеспечен радиально проходящими открытыми канавками.

В соответствии с изобретением в первом аспекте предусмотрена капсула, содержащая вещество для приготовления напитка путем экстрагирования и/или растворения этого вещества посредством подачи в капсулу текучей среды под давлением, причем капсула содержит алюминиевый корпус капсулы, имеющий центральную ось корпуса капсулы и общую высоту, при этом упомянутый алюминиевый корпус капсулы обеспечен нижней частью, боковой стенкой и выступающей наружу кромкой, при этом капсула дополнительно содержит алюминиевую крышку, прикрепленную к выступающей наружу кромке, причем крышка имеет толщину стенки крышки и герметично закрывает капсулу; капсула дополнительно содержит уплотнительный элемент для обеспечения непроницаемого для текучей среды контакта с внешним элементом устройства для приготовления напитка, когда капсула располагается во внешнем элементе устройства для приготовления напитка, а внешний элемент закрыт с помощью закрывающего элемента устройства для приготовления напитка, такого как экстракционная пластина устройства для приготовления напитка, таким образом, что выступающая наружу кромка капсулы и по меньшей мере часть уплотнительного элемента капсулы обеспечивают уплотнение между внешним элементом и закрывающим элементом устройства для приготовления напитка, причем внешний элемент устройства для приготовления напитка содержит кольцевой элемент, имеющий центральную ось кольцевого элемента и свободный контактный конец, причем упомянутый свободный контактный конец кольцевого элемента необязательно обеспечен множеством радиально проходящих открытых канавок, отличающаяся тем, что уплотнительный элемент содержит отдельный разрушаемый элемент, изготовленный из алюминия и обеспеченный на корпусе капсулы с одной из его сторон, причем эта сторона расположена напротив крышки, если смотреть от выступающей наружу кромки. Таким образом, уплотнительный элемент содержит отдельный разрушаемый элемент, изготовленный из алюминия и обеспеченный на корпусе капсулы с одной из его сторон, причем эта сторона расположена напротив крышки, если смотреть от выступающей наружу кромки, и, кроме того, отдельный разрушаемый элемент относительно прост в изготовлении. Кроме того, посредством отдельного разрушаемого элемента можно обеспечить удовлетворительную герметизацию между внешним элементом и закрывающим элементом, в частности внешним элементом, имеющим свободный контактный конец, обеспеченным радиально проходящими открытыми канавками. Кроме того, отдельный разрушаемый элемент может упростить размещение капсулы внутри устройства для приготовления напитка.

В данной заявке наличие непроницаемого для текучей среды контакта означает, что за счет утечки между свободным контактным концом и капсулой может вытекать наружу 0-6%, предпочтительно 0-4%, более предпочтительно 0-2,5% от всей текучей среды, поданной во внешний элемент для приготовления напитка.

Особое преимущество настоящего изобретения заключается в том, что в одном варианте осуществления капсулы в качестве вещества для приготовления напитка капсула содержит извлекаемый продукт, причем упомянутый извлекаемый продукт предпочтительно представляет собой 5-20 грамм, предпочтительно 5-10 грамм, более предпочтительно 5-7 грамм обжаренного и молотого кофе.

В одном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением, который особенно прост в изготовлении, наружный диаметр выступающей наружу кромки капсулы больше диаметра нижней части капсулы. Предпочтительно, чтобы наружный диаметр выступающей наружу кромки составлял около 37,1 мм, а диаметр нижней части капсулы - около 23,3 мм.

Особое преимущество настоящего изобретения заключается в том, что в одном варианте осуществления капсулы толщина алюминиевого корпуса капсулы такова, что она легко деформируется, когда капсула расположена во внешнем элементе устройства для приготовления напитка, а внешний элемент закрыт с помощью закрывающего элемента устройства для приготовления напитка, толщина алюминиевого корпуса капсулы предпочтительно составляет 20-200 микрометров, предпочтительно 100 микрометров.

Особое преимущество настоящего изобретения заключается в том, что в одном варианте осуществления капсулы толщина стенки алюминиевой крышки составляет 15-65 микрометров, предпочтительно 30-45 микрометров, а наиболее предпочтительного 39 микрометров.

В варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением толщина алюминиевой крышки меньше толщины стенки алюминиевого корпуса капсулы.

В дополнительном варианте осуществлении капсулы в соответствии с изобретением алюминиевая крышка выполнена с возможностью разрыва на закрывающем элементе устройства для приготовления напитка, например на экстракционной пластине устройства для приготовления напитка, под воздействием давления текучей среды в капсуле.

В варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением, который особенно прост в изготовлении, боковая стенка алюминиевого корпуса капсулы имеет свободный конец, расположенный напротив нижней части, выступающую наружу кромку, проходящую от упомянутого свободного конца боковой стенки в направлении, по меньшей мере по существу поперечном центральной оси корпуса капсулы. Предпочтительно, чтобы выступающая наружу кромка содержала искривленный наружный край, что удобно для достижения удовлетворительной герметизации со свободным контактным концом, обеспеченным радиально проходящими открытыми канавками.

Предпочтительно, чтобы радиус относительно центральной оси корпуса капсулы внутреннего края искривленного наружного края выступающей наружу кромки составлял по меньшей мере 32 мм, чтобы обеспечить зазор от кольцеобразной торцевой поверхности внешнего элемента. Кроме того, предпочтительно, чтобы между свободным концом боковой стенки алюминиевого корпуса капсулы и внутренним краем искривленного наружного края выступающей наружу кромки располагался уплотнительный элемент для обеспечения еще более удовлетворительной герметизации.

Чтобы искривленный наружный край не мешал работе многочисленных имеющихся в продаже и будущих устройств для приготовления напитка, наибольший размер искривленного наружного края выступающей наружу кромки должен составлять около 1,2 миллиметра.

Настоящее изобретение особенно эффективно для капсул, у которых внутренний диаметр свободного конца боковой стенки алюминиевого корпуса капсулы составляет около 29,5 мм. Расстояние между свободным концом боковой стенки алюминиевого корпуса капсулы и наиболее удаленной наружу точкой выступающей наружу кромки может составлять около 3,8 миллиметра. Предпочтительная высота алюминиевого корпуса капсулы составляет около 28,4 мм.

В одном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением, которую пользователю легче для вынимать из устройства для приготовления напитка после использования, алюминиевый корпус капсулы является усеченным, причем предпочтительно, чтобы боковая стенка алюминиевого корпуса капсулы с линией, поперечной к центральной оси корпуса капсулы, формировала угол около 97,5°.

В преимущественном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением нижняя часть алюминиевого корпуса капсулы имеет наибольший внутренний диаметр около 23,3 мм. Предпочтительно, чтобы нижняя часть алюминиевого корпуса капсулы имела усеченную форму и предпочтительно имела высоту нижней части около 4,0 мм и чтобы нижняя часть дополнительно имела по существу плоскую центральную часть, расположенную напротив крышки, с диаметром около 8,3 мм.

В предпочтительном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением капсула содержит внутреннюю поверхность, причем на внутренней поверхности по меньшей мере боковой стенки капсулы обеспечено внутреннее покрытие. В частности, при изготовлении капсулы методом глубокой вытяжки внутреннее покрытие упрощает процесс глубокой вытяжки. Если алюминиевая крышка капсулы прикреплена к выступающей наружу кромке посредством уплотнительного лака, особое преимущество заключается в том, чтобы упомянутое внутреннее покрытие состояло из того же материала, что и уплотнительный лак.

В дополнительном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением капсула содержит наружную поверхность, причем на наружную поверхность нанесен цветной лак. Чтобы упростить глубокую вытяжку, предпочтительным является нанесение на наружную поверхность цветного покрытия.

В варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением, который прост в изготовлении, выступающая наружу кромка является плоской и проходит поперечно к центральной оси корпуса капсулы.

В дополнительном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением отдельный разрушаемый элемент изготовлен из алюминия с эффективной плотностью около 10% Al. Алюминий с такой плотностью, также называемый в настоящем документе мягким алюминием, может обеспечивать надлежащее уплотнение, в частности, когда внешний элемент оснащен радиально проходящими открытыми канавками.

В другом дополнительном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением отдельный разрушаемый элемент представляет собой кольцо, обеспеченное на поверхности выступающей наружу кромки с противоположной от крышки стороны, упомянутое кольцо имеет наружный диаметр 34 мм, внутренний диаметр 30 мм, толщину 1 мм и массу около 0,07 грамма. Упомянутое кольцо проходит вокруг боковой стенки. Кроме того, может быть целесообразно, когда поверхность кольца со стороны, противоположной выступающей наружу кромке, покрыта алюминиевой фольгой, и/или когда между кольцом и выступающей наружу кромкой помещается алюминиевая фольга, и/или когда на поверхности кольца между кольцом и боковой стенкой помещается алюминиевая фольга, и/или когда поверхность кольца со стороны, противоположной боковой стенке, покрыта алюминиевой фольгой.

В дополнительном преимущественном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением кольцо оснащено втулкой, проходящей к нижней части капсулы, причем упомянутое кольцо обеспечено в ее внутреннем диаметре. Посредством этой втулки можно улучшить уплотнение между капсулой и внешним элементом, в частности, когда внешний элемент обеспечен радиально проходящими открытыми канавками.

В альтернативном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением отдельный разрушаемый элемент содержит множество фрагментов алюминиевой фольги, нанесенных случайным образом в виде слоев на поверхность выступающей наружу кромки со стороны, расположенной напротив крышки. В дополнительном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением перед нанесением на поверхность выступающей наружу кромки фрагменты алюминиевой фольги спрессовываются. В дополнительном или альтернативном варианте осуществления отдельный разрушаемый элемент содержит множество фрагментов алюминиевой фольги, нанесенных случайным образом в виде слоев на боковую стенку капсулы. В последнем случае предпочтительно, чтобы множество фрагментов алюминиевой фольги покрывали по меньшей мере 40% от общей высоты корпуса капсулы, предпочтительно, чтобы множество фрагментов алюминиевой фольги покрывали 50% от общей высоты корпуса капсулы.

В дополнительном альтернативном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением отдельный разрушаемый элемент содержит два фрагмента алюминиевой фольги, спрессованных в шайбу, причем упомянутая шайба размещена на поверхности выступающей наружу кромки со стороны, расположенной напротив крышки. В дополнительном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением шайба имеет внутренний диаметр и оснащена втулкой, проходящей к нижней части капсулы, причем упомянутая втулка обеспечена на внутреннем диаметре. Посредством этой втулки можно улучшить уплотнение между капсулой и внешним элементом, в частности, когда внешний элемент обеспечен радиально проходящими открытыми канавками. Вышеупомянутые варианты осуществления обеспечивают хорошее уплотнение, в частности, когда алюминиевая фольга имеет толщину 0,3 мкм.

В дополнительном альтернативном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением отдельный разрушаемый элемент представляет собой сложенную в несколько раз алюминиевую фольгу, имеющую толщину 10 мкм и плотно обернутую вокруг боковой стенки, причем упомянутая сложенная в несколько раз алюминиевая фольга проходит от выступающей наружу кромки по меньшей мере более чем на 40% от общей высоты корпуса капсулы, предпочтительно более чем на 50% от общей высоты корпуса капсулы.

В другом дополнительном альтернативном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением отдельный разрушаемый элемент содержит сложенную в девять раз алюминиевую фольгу, имеющую толщину 10 мкм, свободно обернутую вокруг боковой стенки, причем упомянутая сложенная в несколько раз алюминиевая фольга проходит от выступающей наружу кромки по меньшей мере более чем на 40% от общей высоты корпуса капсулы, предпочтительно более чем на 50% от общей высоты корпуса капсулы.

В другом дополнительном альтернативном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением отдельный разрушаемый элемент содержит сложенную в двенадцать раз алюминиевую фольгу, имеющую толщину 10 мкм, обернутую вокруг боковой стенки, причем упомянутая сложенная в несколько раз алюминиевая фольга проходит от выступающей наружу кромки более чем на около 20-40% от общей высоты корпуса капсулы, предпочтительно более чем на около 25% от общей высоты корпуса капсулы.

В другом дополнительном альтернативном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением отдельный разрушаемый элемент содержит двухслойную алюминиевую фольгу с вертикальными гофрами, имеющую толщину 10 мкм, расположенную вдоль боковой стенки, причем упомянутая сложенная алюминиевая фольга проходит от выступающей наружу кромки более чем на около 20-40% от общей высоты корпуса капсулы, предпочтительно более чем на около 25% от общей высоты корпуса капсулы. Кроме того, может быть целесообразно обеспечить на двухслойной алюминиевой фольге с вертикальными гофрами алюминиевый буртик, имеющий толщину 10 мкм, на по меньшей мере одном из следующих элементов: на боковой поверхности алюминиевой фольги с вертикальными гофрами, расположенной напротив выступающей наружу кромки, на боковой поверхности алюминиевой фольги с вертикальными гофрами, расположенной напротив боковой стенки, на боковой поверхности алюминиевой фольги с вертикальными гофрами между выступающей наружу кромкой и алюминиевой фольгой с вертикальными гофрами и на боковой поверхности алюминиевой фольги с вертикальными гофрами между боковой стенкой и алюминиевой фольгой с вертикальными гофрами, причем упомянутая алюминиевая фольга с вертикальными гофрами проходит от выступающей наружу кромки более чем на около 20-40% от общей высоты корпуса капсулы, предпочтительно более чем на около 25% от общей высоты корпуса капсулы.

В другом дополнительном альтернативном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением отдельный разрушаемый элемент представляет собой кольцо, обеспеченное на поверхности выступающей наружу кромки с противоположной от крышки стороны, упомянутое кольцо имеет наружный диаметр 34 мм, внутренний диаметр 30 мм, причем упомянутое кольцо высекают из 32 слоев алюминиевой фольги толщиной 10 мкм, спрессованных в цельную шайбу.

В другом дополнительном альтернативном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением отдельный разрушаемый элемент представляет собой кольцо, обеспеченное на поверхности выступающей наружу кромки с противоположной от крышки стороны, упомянутое кольцо имеет наружный диаметр 34 мм, внутренний диаметр 30 мм, причем упомянутое кольцо образовано из восьми слоев алюминия, каждый из которых имеет ту же толщину, что и крышка; из каждого слоя алюминия высекают отдельное кольцо, которые затем складывают стопкой на выступающей наружу кромке. В альтернативном варианте осуществления отдельный разрушаемый элемент представляет собой кольцо, обеспеченное на поверхности выступающей наружу кромки с противоположной от крышки стороны, упомянутое кольцо имеет наружный диаметр 34 мм, внутренний диаметр 30 мм, причем упомянутое кольцо образовано из семи слоев алюминия, каждый из которых имеет ту же толщину, что и крышка; упомянутые семь слоев алюминия складывают стопкой, после чего из них высекают кольцо и размещают на выступающей наружу кромке.

В варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением, в котором алюминий представляет собой Al класса 1000, уплотнительный элемент относительно прост в изготовлении и безопасен для окружающей среды при утилизации капсулы после использования. Следует отметить, что в альтернативных вариантах осуществления также могут использоваться алюминиевые сплавы.

Подразумевается, что вышеупомянутые альтернативные варианты осуществления обеспечивают удовлетворительную герметизацию во время использования капсулы.

В соответствии с вариантом осуществления капсулы в соответствии с изобретением можно добиться удовлетворительной герметизации как при относительно низком давлении текучей среды, так и при намного более высоком давлении текучей среды, даже в случае, когда внешний элемент обеспечен радиально проходящими открытыми канавками и когда уплотнительный элемент неплотно прилегает к боковой стенке и выступающей наружу кромке. Таким образом, нет необходимости прикреплять, или герметизировать, или иным образом прикреплять уплотнительный элемент к капсуле.

В частности, когда выступающая наружу кромка является плоской и проходит поперечно к центральной оси корпуса капсулы, отдельный разрушаемый элемент обеспечивает удовлетворительную герметизацию во время использования капсулы.

В другом дополнительном варианте осуществления капсулы в соответствии с изобретением отдельный разрушаемый элемент расположен таким образом, что свободный контактный конец кольцевого элемента входит в контакт с отдельным разрушаемым элементом.

В настоящем изобретении под разрушаемым элементом подразумевается элемент, выполненный с возможностью деформации, когда капсула находится во внешнем элементе устройства для приготовления напитка, а внешний элемент закрыт с помощью закрывающего элемента устройства для приготовления напитка. Кроме того, в настоящем изобретении под отдельным разрушаемым элементом подразумевается разрушаемый элемент, который не образует одного целого с алюминиевым корпусом капсулы, а сформирован как отдельный компонент.

В соответствии с изобретением во втором аспекте предусмотрена система для приготовления напитка из капсулы с применением текучей среды, подаваемой под давлением в капсулу, причем система содержит:

капсулу в соответствии с изобретением;

устройство для приготовления напитка, содержащее внешний элемент для приема капсулы, при этом внешний элемент содержит средство подачи текучей среды для подачи текучей среды под давлением в капсулу, причем устройство для приготовления напитка дополнительно содержит закрывающий элемент, такой как экстракционная пластина, для закрытия внешнего элемента устройства для приготовления напитка, причем внешний элемент устройства для приготовления напитка дополнительно содержит кольцевой элемент, имеющий центральную ось кольцевого элемента и свободный контактный конец, причем упомянутый свободный контактный конец кольцевого элемента необязательно обеспечен множеством радиально проходящих открытых канавок;

уплотнительный элемент капсулы, выполненный с возможностью обеспечения непроницаемого для текучей среды контакта с внешним элементом устройства для приготовления напитка, когда капсула располагается во внешнем элементе устройства для приготовления напитка, а внешний элемент закрыт с помощью закрывающего элемента устройства для приготовления напитка, таким образом, что выступающая наружу кромка капсулы и по меньшей мере часть уплотнительного элемента капсулы обеспечивают уплотнение между внешним элементом и закрывающим элементом устройства для приготовления напитка. Таким образом, уплотнительный элемент содержит отдельный разрушаемый элемент, изготовленный из алюминия и обеспеченный на корпусе капсулы с одной из его сторон, причем эта сторона расположена напротив крышки, если смотреть от выступающей наружу кромки, и, кроме того, отдельный разрушаемый элемент относительно прост в изготовлении. Кроме того, посредством отдельного разрушаемого элемента можно обеспечить удовлетворительную герметизацию с внешним элементом, обеспеченным радиально проходящими открытыми канавками.

Что касается предпочтительных вариантов осуществления системы, как указано в зависимых пунктах формулы изобретения, которые относятся к тем же признакам, что и признаки зависимых пунктов формулы изобретения капсулы, предлагается обратить внимание на приведенную выше информацию.

Настоящее изобретение особенно подходит для системы в соответствии с изобретением, в которой при использовании максимальное давление текучей среды во внешнем элементе устройства для приготовления напитка находится в диапазоне 0,6-2 МПа (6-20 бар), предпочтительно 1,2-1,8 МПа (12-18 бар). Даже при таких высоких значениях давления можно обеспечить удовлетворительное уплотнение между капсулой и устройством для приготовления напитка.

Предпочтительно, чтобы система была устроена так, чтобы при использовании во время варки свободный конец внешнего элемента устройства для приготовления напитка воздействовал с силой F2 на выступающую наружу кромку (и, при наличии, на расположенный на ней уплотнительный элемент) капсулы, расположенной на выступающей наружу кромке капсулы, обеспечивая непроницаемый для текучей среды контакт между выступающей наружу кромкой капсулы и внешним элементом устройства для приготовления напитка, причем F2 находится в диапазоне 500-1500 Н, предпочтительно в диапазоне 750-1250 Н, когда давление P2 текучей среды во внешнем элементе устройства для приготовления напитка снаружи капсулы находится в диапазоне 0,6-2 МПа (6-20 бар), предпочтительно 1,2-1,8 МПа (12-18 бар). В частности, система устроена так, чтобы при использовании перед варкой или в начале варки свободный конец внешнего элемента устройства для приготовления напитка воздействовал с силой F1 на уплотнительный элемент, расположенный на выступающей наружу кромке капсулы, обеспечивая непроницаемый для текучей среды контакт между выступающей наружу кромкой капсулы и внешним элементом устройства для приготовления напитка, причем F1 находится в диапазоне 30-150 Н, предпочтительно в диапазоне 40-150 Н, более предпочтительно 50-100 Н, когда давление P1 текучей среды во внешнем элементе устройства для приготовления напитка снаружи капсулы находится в диапазоне 0,01-0,4 МПа (0,1-4 бар), предпочтительно 0,01-0,1 МПа (0,1-1 бар).

В варианте осуществления системы в соответствии с изобретением, в котором множество радиально проходящих открытых канавок равномерно разнесены относительно друг друга в тангенциальном направлении свободного контактного конца кольцевого элемента устройства для приготовления напитка таким образом, чтобы пользователю было проще извлечь капсулу, и в то же время чтобы все еще обеспечивалось удовлетворительное уплотнение между капсулой и устройством для приготовления напитка.

В преимущественном варианте осуществления системы в соответствии с изобретением самая длинная тангенциальная ширина каждой канавки (между гребнями, т. е. равная шагу канавок) составляет 0,9-1,1 мм, предпочтительно 0,95-1,05 мм, более предпочтительно 0,98-1,02 мм, где максимальная высота каждой канавки в осевом направлении внешнего элемента устройства для приготовления напитка составляет 0,01-0,09 мм, предпочтительно 0,03-0,07 мм, более предпочтительно 0,045-0,055 мм, наиболее предпочтительно 0,05 мм, при этом число канавок составляет 90-110, предпочтительно 96. Радиальная ширина кольцеобразной торцевой поверхности в месте расположения канавок может, например, составлять 0,05-0,9 мм, предпочтительно 0,2-0,7 мм, а более предпочтительно 0,3-0,55 мм.

В частности, настоящее изобретение особенно походит для применения в варианте осуществления системы в соответствии с изобретением, в котором во время использования, когда закрывающий элемент устройства для приготовления напитка закрывает внешний элемент устройства для приготовления напитка, по меньшей мере свободный контактный конец внешнего элемента устройства для приготовления напитка может перемещаться относительно закрывающего элемента устройства для приготовления напитка под воздействием давления текучей среды во внешнем элементе устройства для приготовления напитка к закрывающему элементу устройства для приготовления напитка для приложения максимального усилия между кромкой капсулы и свободным концом внешнего элемента устройства для приготовления напитка. Внешний элемент может содержать первую часть и вторую часть, причем вторая часть содержит свободный контактный конец внешнего элемента, и при этом вторая часть может перемещаться относительно первой части между первым и вторым положением. Вторая часть может перемещаться от первого положения ко второму положению в направлении закрывающего элемента под воздействием давления текучей среды во внешнем элементе. Как описано выше, значение силы F1 можно обеспечить, если вторая часть находится в первом положении, а давление текучей среды составляет P1. Как описано выше, значение силы F2 можно обеспечить, если вторая часть перемещается к второму положению под воздействием давления P2 текучей среды во внешнем элементе.

В одном варианте осуществления системы в соответствии с изобретением предусмотрено средство подачи текучей среды для подачи потока текучей среды с расходом в диапазоне 0,5-2 см³/с (0,5-2 мл/с), причем непроницаемый для текучей среды контакт, обеспечиваемый уплотнительным элементом, обеспечивает процентную долю утечки менее 4%, предпочтительно менее 2,5% от упомянутого расхода. Считается, что уплотнительный элемент обеспечивает удовлетворительное уплотнение, когда процентная доля утечки находится в пределах этих диапазонов.

Настоящее изобретение будет более подробно описано ниже с помощью не имеющих ограничительного характера примеров и со ссылкой на рисунки.

На Фиг. 1 показано схематическое изображение варианта осуществления системы в соответствии с изобретением.

На Фиг. 2 представлен вид в перспективе варианта осуществления устройства для приготовления напитка системы в соответствии с изобретением, на котором показан свободный контактный конец внешнего элемента устройства для приготовления напитка с множеством радиально проходящих открытых канавок.

На Фиг. 3A представлен поперечный разрез варианта осуществления капсулы в соответствии с изобретением перед использованием.

На Фиг. 3B представлен увеличенный вид капсулы по Фиг. 3A, на котором видна выступающая наружу кромка и уплотнительный элемент.

На Фиг. 3C представлен увеличенный вид выступающей наружу кромки капсулы по Фиг. 3A и 3B после использования.

На Фиг. 4A представлен вид в перспективе первого варианта осуществления капсулы в соответствии с изобретением с отдельным кольцевым разрушаемым элементом, изготовленным из алюминия, в качестве уплотнительного элемента, размещенного на выступающей наружу кромке капсулы.

На Фиг. 4B представлен вид в перспективе отдельного кольцевого разрушаемого элемента по Фиг. 4A, изготовленного из алюминия.

На Фиг. 4C представлен поперечный разрез отдельного кольцевого разрушаемого элемента по Фиг. 4A, изготовленного из алюминия.

На Фиг. 4D представлен поперечный разрез отдельного кольцевого разрушаемого элемента по Фиг. 4A, изготовленного из алюминия, в варианте осуществления, в котором используется алюминиевая фольга, расположенная на поверхности кольцевого разрушаемого элемента напротив выступающей наружу кромки.

На Фиг. 4E представлен поперечный разрез отдельного кольцевого разрушаемого элемента по Фиг. 4A, изготовленного из алюминия, в варианте осуществления, в котором используется алюминиевая фольга, расположенная между кольцевым разрушаемым элементом и выступающей наружу кромкой.

На Фиг. 4F представлен поперечный разрез отдельного кольцевого разрушаемого элемента по Фиг. 4A, изготовленного из алюминия, в варианте осуществления, в котором используется алюминиевая фольга, расположенная на поверхности кольцевого разрушаемого элемента напротив боковой стенки, между кольцевым разрушаемым элементом и боковой стенкой и между кольцевым разрушаемым элементом и выступающей наружу кромкой.

На Фиг. 4G представлен поперечный разрез отдельного кольцевого разрушаемого элемента по Фиг. 4A, изготовленного из алюминия, в варианте осуществления, в котором используется алюминиевая фольга, расположенная на всех сторонах и обернутая по всему периметру кольцевого разрушаемого элемента.

На Фиг. 4H представлен поперечный разрез отдельного кольцевого разрушаемого элемента по Фиг. 4A, изготовленного из алюминия, в варианте осуществления, в котором используется алюминиевая фольга, расположенная на поверхности кольцевого разрушаемого элемента напротив выступающей наружу кромки, используется другая алюминиевая фольга, расположенная на поверхности кольцевого разрушаемого элемента напротив боковой стенки, между кольцевым разрушаемым элементом и боковой стенкой и между кольцевым разрушаемым элементом и выступающей наружу кромкой.

На Фиг. 4I представлен поперечный разрез отдельного кольцевого разрушаемого элемента по Фиг. 4A, изготовленного из алюминия, в варианте осуществления, в котором используется алюминиевая фольга, расположенная на поверхности кольцевого разрушаемого элемента напротив выступающей наружу кромки и на поверхности кольцевого разрушаемого элемента напротив боковой стенки.

На Фиг. 5A представлен вид в перспективе дополнительного варианта осуществления капсулы в соответствии с изобретением, в котором уплотнительный элемент содержит множество фрагментов алюминиевой фольги, нанесенных случайным образом в виде слоев на поверхность выступающей наружу кромки со стороны, расположенной напротив крышки, и на боковую стенку капсулы.

На Фиг. 5B представлен вид в перспективе другого варианта осуществления капсулы в соответствии с изобретением, в котором уплотнительный элемент содержит множество фрагментов алюминиевой фольги, нанесенных случайным образом в виде слоев только на поверхность выступающей наружу кромки со стороны, расположенной напротив крышки.

На Фиг. 5C представлен вид в перспективе другого дополнительного варианта осуществления капсулы в соответствии с изобретением, в котором уплотнительный элемент содержит множество фрагментов алюминиевой фольги, нанесенных случайным образом в виде слоев только на боковую стенку капсулы.

На Фиг. 5D представлен вид в перспективе дополнительного варианта осуществления капсулы в соответствии с изобретением, в котором отдельный разрушаемый элемент содержит двухслойную алюминиевую фольгу с вертикальными гофрами, имеющую толщину 10 мкм, расположенную вдоль боковой стенки, на которой обеспечен алюминиевый буртик, расположенный между боковой стенкой и алюминиевой фольгой с вертикальными гофрами.

На Фиг. 5E представлен вид в перспективе другого дополнительного варианта осуществления капсулы в соответствии с изобретением, в котором отдельный разрушаемый элемент содержит двухслойную алюминиевую фольгу с вертикальными гофрами, на которой обеспечен алюминиевый буртик, размещенный на боковой поверхности алюминиевой фольги с вертикальными гофрами, расположенной напротив выступающей наружу кромки, и алюминиевый буртик, размещенный на боковой поверхности алюминиевой фольги с вертикальными гофрами между выступающей наружу кромкой и алюминиевой фольгой с вертикальными гофрами.

На Фиг. 5F представлен вид в перспективе четвертого варианта осуществления капсулы в соответствии с изобретением, в котором отдельный разрушаемый элемент содержит двухслойную алюминиевую фольгу с вертикальными гофрами, на которой обеспечен алюминиевый буртик, размещенный на боковой поверхности алюминиевой фольги с вертикальными гофрами, расположенной напротив боковой стенки, и алюминиевый буртик, размещенный на боковой поверхности алюминиевой фольги с вертикальными гофрами между боковой стенкой и алюминиевой фольгой с вертикальными гофрами.

На рисунках и в приведенном ниже описании одинаковые номера позиций относятся к одним и тем же элементам.

На Фиг. 1 схематически представлен вид в поперечном разрезе варианта осуществления системы 1 для приготовления напитка из капсулы с использованием текучей среды, подаваемой под давлением в капсулу. Система 1 содержит капсулу 2 и устройство 4 для приготовления напитка. Устройство 4 содержит внешний элемент 6, в который помещается капсула 2. Устройство 4 дополнительно содержит закрывающий элемент, такой как экстракционная пластина 8, который удерживает капсулу 2.

На Фиг. 1 для наглядности между капсулой 2, внешним элементом 6 и экстракционной пластиной 8 обеспечен зазор. Следует понимать, что при использовании капсула 2 может контактировать с внешним элементом 6 и элементом 8 экстракционной пластины. Как правило, внешний элемент 6 имеет форму, дополняющую форму капсулы 2. Устройство 4 дополнительно содержит средство 10 подачи текучей среды для подачи некоторого количества текучей среды, такой как вода, под давлением в диапазоне 0,6-2 МПа (6-20 бар), предпочтительно 1,2-1,8 МПа (12-18 бар), к сменной капсуле 2.

В примере, показанном на Фиг. 1, сменная капсула 2 содержит алюминиевый корпус 12 капсулы, имеющий центральную ось 12A корпуса капсулы и алюминиевую крышку 14, имеющую некоторую толщину стенки крышки. В контексте настоящего изобретения термин «алюминий» или «алюминиевый» также подразумевает алюминиевый сплав, но предпочтительно использование алюминия класса 1000. В этом примере алюминиевый корпус 12 капсулы содержит боковую стенку 16, нижнюю часть 18, закрывающую боковую стенку 16 с первой стороны, и выступающую наружу кромку 20, выступающую наружу за кольцеобразную стенку 16 со второй стороны, противоположной нижней части 18. Боковая стенка 16, нижняя часть 18 и крышка 14 образуют внутреннее пространство 22, в котором содержится вещество для приготовления напитка путем экстрагирования и/или растворения этого вещества. Предпочтительно данное вещество является экстрагируемым веществом, предпочтительно 5-20 грамм, предпочтительно 5-10 грамм, более предпочтительно 5-7 грамм обжаренного и молотого кофе для приготовления одной порции напитка. В исходном состоянии перед использованием капсула герметизирована, т. е. является герметично закрытой.

Система 1 по Фиг. 1 содержит устройство 24 для прокалывания нижней части 18 капсулы 2 с формированием по меньшей мере одного входного отверстия 25 в нижней части 18 для подачи текучей среды в извлекаемый продукт через входное отверстие 25.

Система 1 по Фиг. 1 дополнительно содержит устройство 26 для прокалывания крышки, выполненное в данном случае в виде выступов закрывающего элемента 8, которое предназначено для прокалывания крышки 14 капсулы 2. Устройство 26 для прокалывания крышки может быть выполнено с возможностью разрыва крышки 14 после того, как давление (текучей среды) во внутреннем пространстве 22 превысит некоторое пороговое давление и прижмет крышку 14 к устройству 26 для прокалывания крышки с достаточным усилием. Таким образом, алюминиевая крышка 14 выполнена с возможностью разрыва на закрывающем элементе 8 устройства для приготовления напитка под воздействием давления текучей среды в капсуле.

Капсула 2 дополнительно содержит уплотнительный элемент 28, схематично показанный на Фиг. 1, 3A и 3B и представленный более подробно на Фиг. 4 и 5, причем уплотнительный элемент 28 содержит отдельный разрушаемый элемент, изготовленный из алюминия и обеспеченный на капсуле со стороны, расположенной напротив крышки 14, если смотреть от выступающей наружу кромки 20, который предназначен для обеспечения непроницаемого для текучей среды контакта с внешним элементом 6, когда капсула 2 расположена во внешнем элементе 6 и внешний элемент 6 закрыт с помощью экстракционной пластины 8 таким образом, что выступающая наружу кромка 20 капсулы 2 и по меньшей мере часть уплотнительного элемента 28 герметично зацепляются между внешним элементом 6 и экстракционной пластиной 8.

Как показано на Фиг. 2, внешний элемент 6 устройства для приготовления напитка содержит кольцевой элемент 41, имеющий центральную ось кольцевого элемента 41A и свободный контактный конец 30. Свободный контактный конец 30 кольцевого элемента 41 обеспечен множеством радиально проходящих открытых канавок 40. Множество радиально проходящих открытых канавок 40 равномерно разнесены относительно друг друга в тангенциальном направлении относительно свободного контактного конца 30 кольцевого элемента 41. Самая длинная тангенциальная ширина каждой канавки 40 составляет 0,9-1,1 мм, предпочтительно 0,95-1,05 мм, более предпочтительно 0,98-1,02 мм, причем максимальная высота каждой канавки 40 в осевом направлении внешнего элемента 6 составляет 0,01-0,09 мм, предпочтительно 0,03-0,07 мм, более предпочтительно 0,045-0,055 мм, а наиболее предпочтительно 0,05 мм. Число канавок 40 составляет 90-110, предпочтительно 96. Обычно радиальная ширина свободного конца в месте расположения канавок составляет 0,05-0,9 мм, более конкретно 0,2-0,7 мм, более конкретно 0,3-0,55 мм.

Вариант осуществления капсулы в соответствии с изобретением более подробно показан на Фиг. 3A и 3B. В представленном варианте осуществления наружный диаметр ODF выступающей наружу кромки 20 больше, чем диаметр DB нижней части 18 капсулы 2. В представленном варианте осуществления наружный диаметр ODF выступающей наружу кромки 20 составляет около 37,1 мм, а диаметр DB нижней части 18 составляет около 23,3 мм. Толщина алюминиевого корпуса капсулы 12 такова, что он легко деформируется, если капсула находится во внешнем элементе устройства для приготовления напитка, а внешний элемент закрыт с помощью закрывающего элемента устройства для приготовления напитка, предпочтительно толщина алюминиевого корпуса капсулы составляет 100 микрометров, но в других вариантах осуществления эта толщина может составлять 20-200 микрометров.

В представленном варианте осуществления толщина алюминиевой крышки 14 составляет 39 микрометров. Предпочтительно, чтобы толщина алюминиевой крышки 14 была меньше толщины алюминиевого корпуса 12 капсулы.

В боковой стенке 16 алюминиевого корпуса 12 капсулы имеется свободный конец 42 со стороны, расположенной напротив нижней части 18. Внутренний диаметр IDF свободного конца 42 боковой стенки 16 алюминиевого корпуса 12 капсулы составляет около 29,5 мм. Выступающая наружу кромка 20 проходит от этого свободного конца 42 в направлении, по меньшей мере по существу поперечном направлению центральной оси 12A корпуса капсулы. Выступающая наружу кромка 20 имеет искривленный наружный край 43, что удобно с точки зрения обеспечения герметизации между капсулой и внешним элементом. В представленном варианте осуществления искривленный наружный край 43 выступающей наружу кромки 20 имеет наибольший размер около 1,2 миллиметра. Расстояние DIF между свободным концом 42 боковой стенки 16 алюминиевого корпуса 12 капсулы и внутренним краем 43A искривленного наружного края 43 составляет около 2,7 мм, тогда как расстояние DOF между свободным концом 42 боковой стенки 16 алюминиевого корпуса 12 капсулы и наиболее удаленной наружу точкой 43B выступающей наружу кромки 20 составляет около 3,8 миллиметра. Радиус относительно центральной оси корпуса капсулы внутреннего края 43A искривленного наружного края 43 предпочтительно составляет по меньшей мере 32 мм.

Как показано на Фиг. 3A и 3B, уплотнительный элемент 28 расположен на корпусе капсулы со стороны, расположенной напротив крышки 14, если смотреть от выступающей наружу кромки, между внутренним краем 43A искривленного наружного края 42 выступающей наружу кромки и проходит до боковой стенки 16. Уплотнительный элемент 28 показан схематично, но ниже будет описан более подробно и, например, может располагаться только на выступающей наружу кромке, располагаться только вокруг боковой стенки или располагаться в обоих положениях.

Как видно на Фиг. 3A, алюминиевый корпус 12 капсулы имеет усеченную форму. В показанном варианте осуществления боковая стенка 16 алюминиевого корпуса 12 капсулы образует с линией, поперечной к центральной оси 12A корпуса капсулы, угол A, составляющий около 97,5°. Нижняя часть 18 алюминиевого корпуса 12 капсулы имеет наибольший внутренний диаметр DB около 23,3 мм. Нижняя часть 18 алюминиевого корпуса 12 капсулы также имеет усеченную форму, и в показанном варианте осуществления высота BH нижней части составляет около 4,0 мм. Нижняя часть 18 дополнительно имеет по существу плоскую центральную часть 18A, расположенную напротив крышки 14, причем центральная часть 18A имеет диаметр DEE около 8,3 мм, и при этом в данной центральной части 18A может (могут) быть выполнено (-ы) входное (-ые) отверстие (-я) 25. Входные отверстия могут также быть выполнены в усеченной части между центральной частью 18A и боковой стенкой 16. Общая высота TH алюминиевого корпуса 12 капсулы составляет около 28,4 мм.

Система 1, показанная на Фиг. 1, функционирует, как описано ниже для приготовления чашки напитка, в данном примере - кофе, причем вещество представляет собой обжаренный и молотый кофе.

Капсула 2 помещается во внешний элемент 6. Экстракционная пластина 8 приводится в контакт с капсулой 2. Устройство 24 для прокалывания нижней части прокалывает нижнюю часть 18 капсулы 2 с формированием входных отверстий 25. Через входные отверстия 25 в извлекаемый продукт, который находится во внутреннем пространстве 22, под давлением подается текучая среда, в данном случае горячая вода. Вода смачивает молотый кофе и экстрагирует нужные вещества с получением кофейного напитка.

В процессе подаче воды под давлением во внутреннее пространство 22 давление внутри капсулы 2 увеличивается. Под действием повышенного давления крышка 14 деформируется и прижимается к устройству 26 для прокалывания крышки экстракционной пластины. Когда давление достигнет определенного уровня, превышающего предел прочности крышки 14 на разрыв, крышка 14 прорвется под действием устройства 26 для прокалывания крышки с образованием выходных отверстий. Приготовленный кофе выливается из капсулы 2 через выходные отверстия и выходные каналы 32 (см. Фиг. 1) экстракционной пластины 8 и может выдаваться в контейнер, такой как чашка (не показана).

Система 1 устроена так, что при использовании перед варкой или в начале варки свободный контактный конец 30 внешнего элемента 6 оказывает усилие F1 на выступающую наружу кромку 20 (и, при наличии, на расположенный на ней уплотнительный элемент 28) капсулы 2 для обеспечения непроницаемого для текучей среды контакта между выступающей наружу кромкой 20 капсулы 2 и внешним элементом 6 устройства для приготовления напитка, причем F1 находится в диапазоне 30-150 Н, предпочтительно 40-150 Н, более предпочтительно 50-100 Н, когда давление P1 текучей среды во внешнем элементе устройства для приготовления напитка снаружи капсулы находится в диапазоне 0,01-0,4 МПа (0,1-4 бар), предпочтительно 0,01-0,1 МПа (0,1-1 бар). Во время варки свободный контактный конец 30 внешнего элемента 6 оказывает усилие F2 на выступающую наружу кромку 20 капсулы 2 для обеспечения непроницаемого для текучей среды контакта между выступающей наружу кромкой 20 капсулы 2 и внешним элементом 6, причем F2 находится в диапазоне 500-1500 Н, предпочтительно 750-1250 Н, когда давление P2 текучей среды во внешнем элементе 6 устройства для приготовления напитка снаружи капсулы 2 находится в диапазоне 0,6-2 МПа (6-20 бар), предпочтительно 1,2-1,8 МПа (12-18 бар). В показанном варианте осуществления свободный контактный конец 30 внешнего элемента 6 может перемещаться относительно экстракционной пластины 8 под действием давления текучей среды в устройстве внешнего элемента 6 к экстракционной пластине 8, что позволяет создавать максимальное усилие F2 между выступающей наружу кромкой 20 и свободным концом 30 внешнего элемента 6. Это перемещение может происходить во время использования, т. е., в частности, в начале варки и во время варки. Внешний элемент 6 может содержать первую часть 6A и вторую часть 6B, причем вторая часть содержит свободный контактный конец 30. Вторая часть 6B может перемещаться относительно первой части 6A между первым и вторым положением. Вторая часть 6B может перемещаться от первого положения к второму положению в направлении закрывающего элемента 8 под воздействием давления текучей среды во внешнем элементе 6. Как описано выше, значение силы F1 можно обеспечить, если вторая часть 6B находится в первом положении, а давление текучей среды составляет P1. Как описано выше, значение силы F2 можно обеспечить, если вторая часть 6B перемещается к второму положению под воздействием давления P2 текучей среды во внешнем элементе 6.

В результате упомянутого приложения усилия уплотнительный элемент 28 капсулы в соответствии с изобретением подвергается пластической деформации и плотно прилегает к поверхности канавок 40 свободного контактного конца 30 и, таким образом, обеспечивает непроницаемый для текучей среды контакт между внешним элементом 6 и капсулой 3 при относительно низком давлении текучей среды в начале варки, а также обеспечивает непроницаемый для текучей среды контакт при намного более высоком давлении текучей среды во внешнем элементе снаружи капсулы во время варки. Такое плотное прилегание к канавкам 40 внешнего элемента проиллюстрировано на Фиг. 3С, где показана капсула 2 изобретения после использования и ясно видно, что выступающая наружу кромка 20 содержит деформации 40', которые соответствуют канавкам 40 внешнего элемента.

Ниже, со ссылками на Фиг. 4 и 5, приведено более подробное описание примеров осуществления капсулы в соответствии с изобретением, имеющих уплотнительный элемент, содержащий отдельный разрушаемый элемент 28, изготовленный из алюминия, который обеспечен на корпусе капсулы со стороны, расположенной напротив крышки, если смотреть от выступающей наружу кромки. В представленных вариантах осуществления отдельный разрушаемый элемент 28 изготовлен из алюминия класса 1000. Кроме того, в представленных вариантах осуществления выступающая наружу кромка является плоской и проходит в поперечном направлении относительно центральной оси корпуса капсулы. Следует понимать, что в другом варианте осуществления выступающая наружу кромка может формировать угол с нормалью к центральной оси корпуса капсулы. Кроме того, в представленных вариантах осуществления отдельный разрушаемый элемент расположен на корпусе капсулы свободно, но при необходимости в других вариантах осуществления он может быть прикреплен к корпусу капсулы, например посредством сварки. Наконец, во всех представленных вариантах осуществления отдельный разрушаемый элемент расположен таким образом, что если капсула располагается внутри внешнего элемента устройства для приготовления напитка, свободный контактный конец 30 второй части 6B и/или внутренняя поверхность второй части 6B находится в контакте с отдельным разрушаемым элементом 28.

На Фиг. 4A представлен вид в перспективе первого варианта осуществления капсулы 2 в соответствии с изобретением с отдельным кольцевым разрушаемым элементом 28, изготовленным из алюминия, в качестве уплотнительного элемента, размещенного на выступающей наружу кромке 20 капсулы 2. На Фиг. 4B представлен вид в перспективе отдельного кольцевого разрушаемого элемента 28 по Фиг. 4A, а на Фиг. 4C представлен вид того же элемента, но в поперечном сечении. Отдельный разрушаемый элемент 28 изготовлен из алюминия, имеющего эффективную плотность около 10% Al, и, таким образом, выполнен в виде кольцеобразного элемента или кольца, обеспеченного на поверхности выступающей наружу кромки 20 со стороны, расположенной напротив крышки. Кольцо 28 имеет наружный диаметр 34 мм, внутренний диаметр 30 мм, толщину 1 мм и массу около 0,07 грамма, а при размещении в капсуле 2 кольцо 28 окружает боковую стенку 16. Отдельный разрушаемый элемент 28 может быть выполнен из двух фрагментов алюминиевой фольги, имеющих толщину 0,3 мкм, которые сжимаются в кольцо или кольцеобразный элемент, похожий на шайбу. В альтернативном варианте осуществления кольцо 28 в соответствии с изобретением можно изготовить высечкой из 32 слоев алюминиевой фольги толщиной 10 мкм, спрессованных в цельную шайбу. В альтернативном варианте осуществления кольцо 28 в соответствии с изобретением можно изготовить, взяв восемь слоев алюминия, каждый из которых имеет ту же толщину, что и крышка (например, 39 микрометров), причем кольца высекают из каждого слоя алюминия по отдельности и укладывают друг на друга поверх выступающей наружу кромки 20 с получением кольцевого уплотнительного элемента 28, или взяв семь слоев алюминия, каждый из которых имеет ту же толщину, что и крышка, затем упомянутые семь слоев алюминия укладывают друг на друга, из них высекают кольцо и размещают его на выступающей наружу кромке 20.

На Фиг. 4D представлен вариант осуществления отдельного кольцевого разрушаемого элемента 28 по Фиг. 4A, изготовленного из алюминия, в поперечном сечении, дополнительно имеющего алюминиевую фольгу 50 толщиной 0,3 мкм, расположенную на поверхности кольцевого разрушаемого элемента 28 напротив выступающей наружу кромки 20.

На Фиг. 4E представлен вариант осуществления отдельного кольцевого разрушаемого элемента 28 по Фиг. 4A, изготовленного из алюминия, в поперечном сечении, дополнительно имеющего алюминиевую фольгу 51 толщиной 0,3 мкм, расположенную между кольцевым разрушаемым элементом 28 и выступающей наружу кромкой 20.

На Фиг. 4F представлен дополнительный вариант осуществления отдельного кольцевого разрушаемого элемента 28 по Фиг. 4A, изготовленного из алюминия, в поперечном сечении, дополнительно имеющего алюминиевую фольгу 52 толщиной 0,3 мкм, расположенную на поверхности кольцевого разрушаемого элемента 28 напротив боковой стенки 16, между кольцевым разрушаемым элементом 28 и боковой стенкой 16 и между кольцевым разрушаемым элементом 28 и выступающей наружу кромкой 20.

На Фиг. 4G представлен другой дополнительный вариант осуществления отдельного кольцевого разрушаемого элемента 28 по Фиг. 4A, изготовленного из алюминия, в поперечном сечении, дополнительно имеющего алюминиевую фольгу 53 толщиной 0,3 мкм, расположенную на всех сторонах и обернутую по всему периметру кольцевого разрушаемого элемента 28.

На Фиг. 4H представлен другой вариант осуществления отдельного кольцевого разрушаемого элемента 28 по Фиг. 4A, изготовленного из алюминия, в поперечном сечении, дополнительно имеющего алюминиевую фольгу 55 толщиной 0,3 мкм, расположенную на поверхности кольцевого разрушаемого элемента 28 напротив выступающей наружу кромки 20, и имеющего другую алюминиевую фольгу 54 толщиной 0,3 мкм, расположенную на поверхности кольцевого разрушаемого элемента 28 напротив боковой стенки 16, между кольцевым разрушаемым элементом 28 и боковой стенкой 16 и между кольцевым разрушаемым элементом 28 и выступающей наружу кромкой 20.

На Фиг. 4I представлен другой дополнительный вариант осуществления отдельного кольцевого разрушаемого элемента 28 по Фиг. 4A, изготовленного из алюминия, в поперечном сечении, дополнительно имеющего алюминиевую фольгу 56 толщиной 0,3 мкм, расположенную на поверхности кольцевого разрушаемого элемента 28 напротив выступающей наружу кромки 20 и на поверхности кольцевого разрушаемого элемента 28 напротив боковой стенки 16.

На Фиг. 5A представлен вид в перспективе дополнительного варианта осуществления капсулы 2 в соответствии с изобретением, в котором уплотнительный элемент 28 содержит множество фрагментов алюминиевой фольги, нанесенных случайным образом в виде слоев на поверхность выступающей наружу кромки 20 со стороны, расположенной напротив крышки, и на боковую стенку 16 капсулы. Множество фрагментов алюминиевой фольги покрывают по меньшей мере 40% от общей высоты TH корпуса капсулы, предпочтительно множество фрагментов алюминиевой фольги покрывают 50% от общей высоты TH корпуса капсулы. Каждый из фрагментов алюминиевой фольги имеет толщину 0,3 мкм.

На Фиг. 5B представлен вид в перспективе варианта осуществления капсулы 2 в соответствии с изобретением, в котором применительно к варианту осуществления, который представлен на Фиг. 5A, множество фрагментов алюминиевой фольги нанесены случайным образом в виде слоев только на поверхность выступающей наружу кромки 20 со стороны, расположенной напротив крышки.

На Фиг. 5C представлен вид в перспективе другого варианта осуществления капсулы 2 в соответствии с изобретением, в котором применительно к варианту осуществления, который представлен на Фиг. 5A, множество фрагментов алюминиевой фольги нанесены случайным образом в виде слоев только на боковую стенку 16 капсулы 2.

На Фиг. 5D представлен вид в перспективе дополнительного варианта осуществления капсулы 2 в соответствии с изобретением, в котором отдельный разрушаемый элемент 28 содержит двухслойную алюминиевую фольгу с вертикальными (т. е. параллельными центральной оси корпуса) гофрами, имеющую толщину 10 мкм, расположенную вдоль боковой стенки 16, на которой обеспечен алюминиевый буртик 60, расположенный между боковой стенкой 16 и алюминиевой фольгой с вертикальными гофрами. Сложенная в несколько раз алюминиевая фольга проходит от выступающей наружу кромки 20 более чем на около 20-40% от общей высоты TH корпуса капсулы, предпочтительно более чем на около 25% от общей высоты TH корпуса капсулы.

На Фиг. 5E представлен вид в перспективе другого дополнительного варианта осуществления капсулы 2 в соответствии с изобретением, в котором отдельный разрушаемый элемент 28 содержит двухслойную алюминиевую фольгу с вертикальными гофрами, на которой обеспечен алюминиевый буртик 61, размещенный на боковой поверхности алюминиевой фольги с вертикальными гофрами, расположенной напротив выступающей наружу кромки 20, и алюминиевый буртик 62, размещенный на боковой поверхности алюминиевой фольги с вертикальными гофрами между выступающей наружу кромкой 20 и алюминиевой фольгой с вертикальными гофрами.

На Фиг. 5F представлен вид в перспективе другого дополнительного варианта осуществления капсулы 2 в соответствии с изобретением, в котором отдельный разрушаемый элемент 28 содержит двухслойную алюминиевую фольгу с вертикальными гофрами, на которой обеспечен алюминиевый буртик 63, размещенный на боковой поверхности алюминиевой фольги с вертикальными гофрами, расположенной напротив боковой стенки 16, и алюминиевый буртик 60, размещенный на боковой поверхности алюминиевой фольги с вертикальными гофрами между боковой стенкой 16 и алюминиевой фольгой с вертикальными гофрами.

В предшествующем описании изобретение описано со ссылкой на конкретные примеры вариантов осуществления изобретения. Однако следует понимать, что в эти примеры можно вносить различные модификации и изменения без отступления от существа и объема изобретения в более широком смысле, изложенного в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к капсуле, содержащей вещество для приготовления напитка и системе для приготовления напитка из капсулы с применением текучей среды. Капсула содержит алюминиевый корпус капсулы, имеющий боковую стенку, выступающую наружу кромку и уплотнительный элемент для обеспечения непроницаемого для текучей среды контакта с внешним элементом устройства для приготовления напитка. Устройство для приготовления напитка содержит кольцевой элемент, имеющий свободный контактный конец, который обеспечен множеством радиально проходящих открытых канавок. Уплотнительный элемент содержит отдельный разрушаемый элемент, изготовленный из алюминия и обеспеченный на корпусе капсулы с одной из его сторон, причем эта сторона расположена напротив крышки, если смотреть от выступающей наружу кромки. Технический результат заключается в создании капсулы с альтернативным уплотнительным элементом, который является относительно простым в изготовлении, который безопасен для окружающей среды в случае утилизации или после использования капсулы и/или который обеспечивает удовлетворительное уплотнение как при относительно низком давлении текучей среды, так и при гораздо более высоком давлении текучей среды. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. Капсула, содержащая вещество для приготовления напитка путем экстрагирования и/или растворения этого вещества посредством подачи в капсулу текучей среды под давлением, причем капсула содержит алюминиевый корпус капсулы, имеющий центральную ось корпуса капсулы и общую высоту (TH), при этом упомянутый алюминиевый корпус капсулы обеспечен нижней частью, боковой стенкой и выступающей наружу кромкой, при этом капсула дополнительно содержит алюминиевую крышку, прикрепленную к выступающей наружу кромке, причем крышка имеет толщину стенки крышки и герметично закрывает капсулу, капсула дополнительно содержит уплотнительный элемент для обеспечения непроницаемого для текучей среды контакта с внешним элементом устройства для приготовления напитка, когда капсула располагается во внешнем элементе устройства для приготовления напитка, а внешний элемент закрыт с помощью закрывающего элемента устройства для приготовления напитка, такого как экстракционная пластина устройства для приготовления напитка, таким образом, что выступающая наружу кромка капсулы и по меньшей мере часть уплотнительного элемента капсулы обеспечивают уплотнение между внешним элементом и закрывающим элементом устройства для приготовления напитка, причем внешний элемент устройства для приготовления напитка содержит кольцевой элемент, имеющий центральную ось кольцевого элемента и свободный контактный конец, причем упомянутый свободный контактный конец кольцевого элемента необязательно обеспечен множеством радиально проходящих открытых канавок, отличающаяся тем, что уплотнительный элемент содержит отдельный разрушаемый элемент, изготовленный из алюминия и обеспеченный на корпусе капсулы с одной из его сторон, причем эта сторона расположена напротив крышки, если смотреть от выступающей наружу кромки.

2. Капсула по п. 1, в которой отдельный разрушаемый элемент изготовлен из алюминия с эффективной плотностью около 10% Al.

3. Капсула по п. 1 или 2, в которой отдельный разрушаемый элемент представляет собой кольцо, обеспеченное на поверхности выступающей наружу кромки с противоположной от крышки стороны, причем упомянутое кольцо имеет наружный диаметр 34 мм, внутренний диаметр 30 мм, толщину 1 мм и массу около 0,07 г, при этом упомянутое кольцо проходит вокруг боковой стенки.

4. Капсула по п. 3, в которой поверхность кольца со стороны, противоположной выступающей наружу кромке, покрыта алюминиевой фольгой.

5. Капсула по п. 3 или 4, в которой между кольцом и выступающей наружу кромкой помещается алюминиевая фольга.

6. Капсула по пп. 3, 4 или 5, в которой на поверхности кольца между кольцом и боковой стенкой помещается алюминиевая фольга.

7. Капсула по пп. 3, 4, 5 или 6, в которой поверхность кольца со стороны, противоположной боковой стенке, покрыта алюминиевой фольгой.

8. Капсула по любому из пп. 3-7, в которой кольцо проходит к нижней части капсулы, причем во внутреннем диаметре упомянутого кольца обеспечена втулка.

9. Капсула по п. 1, в которой отдельный разрушаемый элемент содержит два фрагмента алюминиевой фольги, спрессованных в шайбу, причем упомянутая шайба размещена на поверхности выступающей наружу кромки с противоположной от крышки стороны.

10. Капсула по п. 9, в которой шайба имеет внутренний диаметр и оснащена втулкой, проходящей к нижней части капсулы, причем упомянутая втулка обеспечена во внутреннем диаметре.

11. Капсула по любому из пп. 3-10, в которой алюминиевая фольга имеет толщину 0,3 мкм.

12. Капсула по п. 1, в которой отдельный разрушаемый элемент представляет собой кольцо, обеспеченное на поверхности выступающей наружу кромки с противоположной от крышки стороны, причем упомянутое кольцо имеет наружный диаметр 34 мм, внутренний диаметр 30 мм, причем упомянутое кольцо высекают из 32 слоев алюминиевой фольги толщиной 10 мкм, спрессованных в цельную шайбу.

13. Капсула по п. 1, в которой отдельный разрушаемый элемент представляет собой кольцо, обеспеченное на поверхности выступающей наружу кромки с противоположной от крышки стороны, причем упомянутое кольцо имеет наружный диаметр 34 мм, внутренний диаметр 30 мм, причем упомянутое кольцо образовано из восьми слоев алюминия, каждый из которых имеет ту же толщину, что и крышка, причем из каждого слоя алюминия высекают отдельное кольцо, которые затем складывают стопкой на выступающей наружу кромке.

14. Капсула по п. 1, в которой отдельный разрушаемый элемент представляет собой кольцо, обеспеченное на поверхности выступающей наружу кромки с противоположной от крышки стороны, упомянутое кольцо имеет наружный диаметр 34 мм, внутренний диаметр 30 мм, причем упомянутое кольцо образовано из семи слоев алюминия, каждый из которых имеет ту же толщину, что и крышка, причем упомянутые семь слоев алюминия складывают стопкой, после чего из них высекают кольцо и размещают на выступающей наружу кромке.

15. Капсула по любому из предшествующих пунктов, в которой алюминий представляет собой Al класса 1000.

16. Капсула по любому из предшествующих пунктов, в которой уплотнительный элемент неплотно прилегает к боковой стенке и выступающей наружу кромке.

17. Капсула по любому из предшествующих пунктов, в которой выступающая наружу кромка является плоской и проходит в поперечном направлении относительно центральной оси корпуса капсулы.

18. Система для приготовления напитка из капсулы с применением текучей среды, подаваемой под давлением в капсулу, содержащая

капсулу по любому из предшествующих пп. 1-17;

устройство для приготовления напитка, содержащее внешний элемент для приема капсулы, при этом внешний элемент содержит средство подачи текучей среды для подачи текучей среды под давлением в капсулу, причем устройство для приготовления напитка дополнительно содержит закрывающий элемент, такой как экстракционная пластина, для закрытия внешнего элемента устройства для приготовления напитка, причем внешний элемент устройства для приготовления напитка дополнительно содержит кольцевой элемент, имеющий центральную ось кольцевого элемента и свободный контактный конец, причем упомянутый свободный контактный конец кольцевого элемента необязательно обеспечен множеством радиально проходящих открытых канавок;

уплотнительный элемент капсулы, выполненный с возможностью обеспечения непроницаемого для текучей среды контакта с внешним элементом устройства для приготовления напитка, когда капсула располагается во внешнем элементе устройства для приготовления напитка, а внешний элемент закрыт с помощью закрывающего элемента устройства для приготовления напитка таким образом, что выступающая наружу кромка капсулы и по меньшей мере часть уплотнительного элемента капсулы обеспечивают уплотнение между внешним элементом и закрывающим элементом устройства для приготовления напитка.