close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2337046

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 337 046
(13)
C2
(51) МПК
B65D 85/804 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2005126702/12, 23.01.2004
(30) Конвенционный приоритет:
24.01.2003 GB 0301710.0
(73) Патентообладатель(и):
КРАФТ ФУДЗ Р УНД Д, ИНК. (DE)
(43) Дата публикации за вки: 10.06.2006
R U
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
23.01.2004
(72) Автор(ы):
ХОЛЛИДЭЙ Эндрю (GB),
КАРТЕР Стивен (GB),
ХЕГЕРМАРК Ян Андерс (SE)
(45) Опубликовано: 27.10.2008 Бюл. № 30
2 3 3 7 0 4 6
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: WO 01/60220 A, 23.08.2001. EP 0272922
A, 29.06.1988. EP 0057671 A, 11.08.1982. RU
2185769 C2, 27.07.2002.
(85) Дата перевода за вки PCT на национальную фазу:
24.08.2005
2 3 3 7 0 4 6
R U
(87) Публикаци PCT:
WO 2004/065257 (05.08.2004)
C 2
C 2
(86) За вка PCT:
GB 2004/000273 (23.01.2004)
Адрес дл переписки:
129090, Москва, ул. Б.Спасска , 25, стр. 3,
ООО "Юридическа фирма Городисский и
Партнеры", пат.пов. С.А.Дорофееву, рег.№ 146
(54) КАРТРИДЖ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ
(57) Реферат:
Изобретение относитс к средствам дл приготовлени напитков при пропускании через
картридж воды под давлением. Картридж содержит
один или несколько ингредиентов напитка и
выполнен
из
по
существу
воздухеи
водонепроницаемых
материалов.
Картридж
образует камеру дл хранени , вмещающую один
или
несколько
ингредиентов
напитка,
и
коллекторную камеру. Коллекторна камера
продолжаетс по существу непрерывно вокруг
периферии камеры. Картридж содержит отверстие,
через которое один или несколько ингредиентов
могут быть помещены в камеру дл хранени .
Отверстие закрыто крышкой, имеющей первый
участок, накрывающий коллекторную камеру, и
второй участок, накрывающий камеру дл хранени . Первый участок крышки вл етс протыкаемым при использовании, чтобы принимать
поступающий поток водной среды в коллекторную
камеру. Крышка вл етс протыкаемой, чтобы
пропускать
вытекающий
поток
напитка,
образованного при взаимодействии водной среды и
одного или нескольких ингредиентов напитка в
камере дл хранени . При использовании
картриджа не происходит засорение пробойников.
6 н. и 22 з.п. ф-лы, 45 ил.
Страница: 1
RU
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 337 046
(13)
C2
(51) Int. Cl.
B65D 85/804 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2005126702/12, 23.01.2004
(72) Inventor(s):
KhOLLIDEhJ Ehndrju (GB),
KARTER Stiven (GB),
KhEGERMARK Jan Anders (SE)
(24) Effective date for property rights: 23.01.2004
(30) Priority:
24.01.2003 GB 0301710.0
(43) Application published: 10.06.2006
(45) Date of publication: 27.10.2008 Bull. 30
2 3 3 7 0 4 6
(85) Commencement of national phase: 24.08.2005
(86) PCT application:
GB 2004/000273 (23.01.2004)
(87) PCT publication:
WO 2004/065257 (05.08.2004)
2 3 3 7 0 4 6
R U
(54) CARTRIDGE FOR BEVERAGE MANUFACTURING
(57) Abstract:
FIELD: food products, mechanics.
SUBSTANCE: cartridge contains one or more
beverage ingredients and is substantially made of
air- and waterproof materials. The cartridge
comprises a storing chamber for one or more
beverage ingredients and a collecting chamber.
The collecting chamber actually encircles the
chamber peripherals. The cartridge is fitted with
a hole through which one or more ingredients can
be placed into the storing chamber. The hole is
closed with a cover having two sectors: one of
them covers collecting chamber and the other storing chamber. The first cover sector is
pierced when using so that to let in the water
flow into the collecting chamber. The cover is
pierced so that to let out beverage flow produced
by interaction of water and one or more beverage
ingredients in the storing chamber.
EFFECT: punches are not clogged up when using
the cartridge.
28 cl, 46 dwg
Страница: 2
C 2
C 2
Mail address:
129090, Moskva, ul. B.Spasskaja, 25, str. 3,
OOO "Juridicheskaja firma Gorodisskij i
Partnery", pat.pov. S.A.Dorofeevu, reg.№ 146
EN
R U
(73) Proprietor(s):
KRAFT FUDZ R UND D, INK. (DE)
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Насто щее изобретение относитс к картриджу и, в частности, к использованию
герметичных картриджей, которые выполнены из по существу воздухо- и
водонепроницаемых материалов и которые содержат один или несколько ингредиентов дл приготовлени напитков.
Ранее предлагалось запечатывать ингредиенты дл приготовлени напитка в отдельные
воздухонепроницаемые упаковки. Например, известны картриджи или капсулы,
содержащие уплотненный молотый кофе, предназначенные дл использовани в
некоторых машинах дл приготовлени кофе, которые обычно называют машинами
«эспрессо». При приготовлении кофе с использованием этих машин, картридж с кофе
помещают в варочную камеру, а через картридж пропускают под относительно высоким
давлением гор чую воду, извлека таким образом из молотого кофе ароматические
компоненты с получением кофейного напитка. Обычно такие машины работают под
давлением свыше 6х10 5 Па. Машины дл приготовлени кофе описанного типа до
насто щего времени были довольно дорогими, поскольку такие компоненты машины, как
вод ные насосы и уплотнени , должны быть способны выдерживать высокое давление.
В WO 01/58786 описан картридж дл приготовлени напитков, который работает под
давлением по существу в интервале от 0,7 до 2,0х10 5 Па. Однако этот картридж
предназначен дл использовани в машине дл коммерческого или промышленного
приготовлени напитка и вл етс относительно дорогим. Поэтому сохран етс потребность в таком картридже дл приготовлени напитков, чтобы этот картридж и
машина дл приготовлени напитка были пригодны, в частности, по стоимости, рабочим
характеристикам и надежности, дл применени в быту.
В типичных известных картриджах дл напитков вход и выход дл жидкости образованы
с противоположных сторон картриджа. Это имеет тот недостаток, что машина дл приготовлени напитков, использующа такие картриджи, обычно требует сложной
механической системы дл приведени входного и выходного пробойников во
взаимодействие с картриджем с противоположных направлений. Кроме того, входной и
выходной пробойники могут также мешать введению и извлечению картриджа дл напитка
из машины дл приготовлени напитка. В WO 01/60220 предложен картридж дл напитка, в
котором вход и выход выполнены с одной стороны картриджа. Однако этот картридж имеет
тенденцию к засорению входных пробойников, поскольку они контактируют
непосредственно с ингредиентами напитка.
Соответственно, насто щее изобретение обеспечивает картридж, содержащий один или
несколько ингредиентов напитка и выполненный из по существу воздухо- и
водонепроницаемых материалов, причем картридж образует камеру дл хранени ,
вмещающую один или несколько ингредиентов напитка, и коллекторную камеру, при этом
картридж содержит отверстие, через которое один или несколько ингредиентов могут быть
помещены в камеру дл хранени , причем это отверстие закрыто крышкой, имеющей
первый участок, накрывающий коллекторную камеру, и второй участок, накрывающий
камеру дл хранени , причем первый участок крышки вл етс протыкаемым при
использовании, чтобы принимать поступающий поток водной среды в коллекторную
камеру, и крышка вл етс протыкаемой, чтобы пропускать вытекающий поток напитка,
образованного при взаимодействии водной среды и одного или нескольких ингредиентов
напитка в камере дл хранени .
Пон тно, что термин «картридж», примен емый здесь, означает любую упаковку,
контейнер, пакет-саше или приемник, который содержит один или несколько ингредиентов
напитка так, как описано выше. Картридж может быть жестким, полужестким или гибким.
Картридж по изобретению содержит один или несколько жидких ингредиентов напитка,
пригодных дл образовани готового напитка. Готовым напитком может быть, например,
один из числа кофе, ча , шоколада или напиток на основе молочных продуктов, включа молоко. Ингредиенты напитка могут быть порошкообразными, измельченными, листовыми
или жидкими. Ингредиенты напитка могут быть нерастворимыми или растворимыми.
Примерами могут служить обжаренный и молотый кофе, листовой чай, шоколад в порошке
Страница: 3
DE
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
и суп, жидкие напитки на основе молока и концентрированные фруктовые соки.
Преимущество картриджа по изобретению заключаетс в том, что поступление и
вытекание напитка из картриджа происходит с одной и той же стороны, то есть через
крышку. Это позвол ет упростить конструкцию входного и выходного пробойников машины
дл приготовлени напитков, предназначенной дл использовани с картриджем, поскольку
оба пробойника могут быть помещены на общей плоскости. Кроме того, можно уменьшить
общую высоту машины дл приготовлени напитков, поскольку отпадает необходимость в
размещении пробивных средств и св занных с ними подвод щих труб как выше, так и ниже
картриджа. Улучшаетс также доступ дл вставки и извлечени картриджа из машины дл приготовлени напитков, поскольку над картриджем требуетс разместить меньше
компонентов. Преимущество заключаетс также в том, что картридж по изобретению
обеспечивает коллекторную камеру, в которую при использовании поступает водна среда,
така как вода. Коллекторна камера отделена от камеры дл хранени , котора содержит
ингредиенты напитка. Таким образом предотвращаетс засорение входного пробойника
машины дл приготовлени напитков, поскольку входной пробойник не входит в
непосредственный контакт с ингредиентами напитка. Кроме того, коллекторна камера
улучшает циркул цию воды внутри картриджа и повышает равномерность поступлени воды в камеру дл хранени и протекани через нее. Это улучшает посто нство выхода из
картриджа дл напитка.
Предпочтительно, картридж содержит также выдачную камеру, которую накрывает
третий участок крышки, который вл етс протыкаемым, чтобы пропускать вытекающий
поток напитка, образованного за счет взаимодействи водной среды и одного или
нескольких ингредиентов напитка в камере дл хранени .
Предпочтительно, выдачна камера содержит выдачной патрубок.
Предпочтительно, коллекторна камера и камера дл хранени разделены
перегородкой, котора содержит одно или несколько отверстий. Размеры отверстий
выбраны таким образом, чтобы воспреп тствовать прохождению одного или нескольких
ингредиентов напитка из камеры дл хранени в коллекторную камеру. Поскольку
ингредиенты напитка не могут пройти через отверсти , коллекторна камера остаетс свободной от ингредиентов напитка.
Предпочтительно, коллекторна камера по меньшей мере частично охватывает камеру
дл хранени . В одном варианте выполнени коллекторна камера по существу окружает
камеру дл хранени . Обычно коллекторна камера по существу окружает камеру дл хранени , а отверсти выполнены по существу вдоль всего перехода между коллекторной
камерой и камерой дл хранени .
Предпочтительно, ширина отверстий составл ет от 0,25 до 0,35 мм и длина - от 1,4 до
1,8 мм. Обычно выполн ют от 20 до 40 отверстий.
Предпочтительно, коллекторна камера содержит входной участок, в который поступает
водна среда, причем входной участок сообщаетс с остальной частью коллекторной
камеры через одно или несколько отверстий. Предпочтительно, входной участок вл етс круглым.
Предпочтительно, камера дл хранени и выдачна камера разделены внутренним
элементом. Внутренний элемент может содержать одно или несколько отверстий. В одном
варианте выполнени внутренний элемент содержит фильтр дл предотвращени прохождени одного или нескольких ингредиентов напитка из камеры дл хранени в
выдачную камеру, пропуска при этом напиток.
Предпочтительно, крышка соединена с наружным элементом и внутренним элементом.
Обычно крышку присоедин ют к наружному элементу по периферии картриджа и
соедин ют с внутренним элементом по центру картриджа или р дом с ним. Крышка может
быть соединена с выдачной воронкой внутреннего элемента.
Предпочтительно, наружный элемент имеет более высокую жесткость, чем крышка.
Предпочтительно, место протыкани крышки с целью пропускани поступающего и
вытекающего потока расположено так, что водна среда, проход ща через картридж,
Страница: 4
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
движетс в общем вверх от входа к выходу.
Также предпочтительно, картридж имеет такую форму, что водна среда проходит через
камеру дл хранени в общем направлении вверх.
Насто щее изобретение предлагает также кассету картриджей, в которой каждый
картридж подобен описанному выше и обеспечивает выход в процентах напитка,
произведенного из одного или нескольких ингредиентов напитка, содержащихс в
картридже, вл етс посто нным в пределах 1,0 стандартных отклонений.
Насто щее изобретение предлагает также способ использовани картриджа, подобного
описанному выше, при котором картридж смещаетс относительно одного или нескольких
неподвижных пробивных элементов, чтобы образовать вход в картридж или выход из него.
Преимущество такого подхода заключаетс в возможности использовать упрощенный
пробивной механизм, который не требуетс делать сочлененным или иным образом
перемещать. Кроме того, поскольку пробивные механизмы неподвижны, можно добитьс более точного выравнивани картриджа и пробивных элементов, что дает улучшение
рабочих характеристик и уменьшает расплескивание водной среды. особенно при выдаче.
Насто щее изобретение предлагает также картридж, содержащий один или несколько
ингредиентов напитка, и выполненный из по существу воздухо- и водонепроницаемых
материалов, причем картридж ограничивает камеру, вмещающую один или несколько
ингредиентов напитка, картридж содержит также крышку и выполнен с возможностью
протыкани крышки при использовании, когда картридж имеет горизонтальную ориентацию,
чтобы обеспечить как втекание, так и вытекание водной среды дл образовани напитка
за счет взаимодействи в камере водной среды и одного или нескольких ингредиентов
напитка. По существу, горизонтальное положение картриджа при использовании позвол ет
добитьс оптимизации протекани водной среды через картридж. В вертикально
ориентированных картриджах вода или друга водна среда протекает под воздействием
силы т жести быстро, и может таким образом обходить часть ингредиентов напитка. С
горизонтально ориентированным картриджем этой проблемы можно избежать, особенно
при направлении вверх потока на участке между входом и выходом.
Предпочтительно, водный поток втекает в первую камеру и вытекает из второй камеры.
Первой камерой может быть коллекторна камера. Второй камерой может быть выдачна камера. Предпочтительно, камера дл хранени , содержаща один или несколько
ингредиентов напитка, отделена от коллекторной камеры и выдачной камеры.
В следующем описании термины «верхний» и «нижний» а также эквивалентные им будут
использованы дл описани относительного расположени признаков изобретени .
Термины «верхний» и «нижний», а также эквивалентные им должны рассматриватьс как
относ щиес к картриджу (или другим компонентам) в его нормальной ориентации при
установке в машине дл приготовлени напитков и последующей выдачи, как показано,
например, Фиг.4. В частности «верхний» и «нижний» относ тс , соответственно, к
относительным положени м ближе и дальше от верхней поверхности 11 картриджа. Кроме
того, термины «внутренний» и «наружный», а также эквивалентные им термины будут
использоватьс дл описани относительного положени признаков изобретени . Термины
«внутренний» и «наружный», а также эквивалентные им термины должны рассматриватьс как относ щиес к относительным положени м на картридже (или других компонентах),
наход щимс , соответственно, ближе и дальше от центра или главной оси Х картриджа 1
(или другого компонента).
Далее только в качестве примера будут описаны варианты выполнени насто щего
изобретени со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - вид в сечении наружного элемента первого и второго вариантов выполнени картриджа по изобретению;
Фиг.2 - вид в сечении детали наружного элемента по Фиг.1, показывающий обращенный
внутрь цилиндрический выступ;
Фиг.3 - вид в сечении детали наружного элемента по Фиг.1, показывающий щель;
Фиг.4 - вид в перспективе сверху наружного элемента по Фиг.1;
Страница: 5
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Фиг.5 - вид в перспективе сверху наружного элемента по Фиг.1 в перевернутом
положении;
Фиг.6 - вид сверху наружного элемента по Фиг.1;
Фиг.7 - вид в сечении внутреннего элемента по первому варианту выполнени картриджа;
Фиг.8 - вид в перспективе сверху внутреннего элемента по Фиг.7;
Фиг.9 - вид в перспективе сверху внутреннего элемента по Фиг.7 в перевернутом
положении;
Фиг.10 - вид сверху внутреннего элемента по Фиг.7;
Фиг.11 - вид в сечении первого варианта выполнени картриджа в собранном состо нии;
Фиг.12 - вид в сечении внутреннего элемента второго варианта выполнени картриджа;
Фиг.13 - вид в сечении детали внутреннего элемента по Фиг.12, показывающий
отверстие;
Фиг.14 - вид в перспективе сверху внутреннего элемента по Фиг.12;
Фиг.15 - вид в перспективе сверху внутреннего элемента по Фиг.12 в перевернутом
положении;
Фиг.16 - другой вид в сечении внутреннего элемента по Фиг.12;
Фиг.17 - вид в сечении другой детали внутреннего элемента по Фиг.12, показывающий
вход дл воздуха;
Фиг.18 - вид в сечении второго варианта выполнени картриджа в собранном состо нии;
Фиг.19 - вид в сечении наружного элемента третьего и четвертого вариантов
выполнени картриджа по изобретению;
Фиг.20 - вид в сечении детали наружного элемента по Фиг.19, показывающий
обращенный внутрь цилиндрический выступ;
Фиг.21 - вид сверху наружного элемента по Фиг.19;
Фиг.22 - вид в перспективе сверху наружного элемента по Фиг.19;
Фиг.23 - вид в перспективе сверху наружного элемента по Фиг.19 в перевернутом
положении;
Фиг.24 - вид в сечении внутреннего элемента третьего варианта выполнени картриджа;
Фиг.25 - вид сверху внутреннего элемента по Фиг.24;
Фиг.26 - вид в сечении детали внутреннего элемента по Фиг.24, показывающий
завернутый внутрь верхний обод;
Фиг.27 - вид в перспективе сверху внутреннего элемента по Фиг.24;
Фиг.28 - вид в перспективе сверху внутреннего элемента по Фиг.24 в перевернутом
положении;
Фиг.29 - вид в сечении третьего варианта выполнени картриджа в собранном
состо нии;
Фиг.30 - вид в сечении внутреннего элемента четвертого варианта выполнени картриджа;
Фиг.31 - вид сверху внутреннего элемента по Фиг.30;
Фиг.32 - вид в перспективе сверху внутреннего элемента по Фиг.30;
Фиг.33 - вид в перспективе сверху внутреннего элемента по Фиг.30 в перевернутом
положении;
Фиг.34 - вид в сечении четвертого варианта выполнени картриджа в собранном
состо нии;
Фиг.35 - вид в перспективе спереди машины дл приготовлени напитков по
изобретению;
Фиг.36 - вид в перспективе спереди машины по Фиг.35 с картриджем, наход щимс в
открытом положении;
Фиг.37 - вид в перспективе сзади машины по Фиг.35, где некоторые детали опущены дл нагл дности;
Фиг.38 - другой вид в перспективе сзади машины по Фиг.35, где некоторые детали
опущены дл нагл дности;
Страница: 6
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Фиг.39 - вид в перспективе картриджной головки машины по Фиг.35, где некоторые
детали опущены дл нагл дности;
Фиг.40 - другой вид в перспективе картриджной головки машины по Фиг.35, где
некоторые детали опущены дл нагл дности;
Фиг.41 - вид в сечении картриджной головки в закрытом положении;
Фиг.42 - вид в сечении картриджной головки в открытом положении;
Фиг.43 - блок-схема машины по Фиг.35;
Фиг.44а и 44b - блок-схемы первого и второго средств распознавани кода дл машины
по Фиг.35;
Фиг.45 - вид напитка по изобретению, включающего штрих-код.
Как показано на Фиг.11, картридж 1 по изобретению в общем содержит наружный
элемент 2, внутренний элемент 3 и ламинированный материал 5. Наружный элемент 2,
внутренний элемент 3 и ламинированный материал 5 собраны с получением картриджа 1,
который имеет внутреннюю часть 120 дл содержани одного или нескольких ингредиентов
напитка, вход 121, выход 122 и путь дл потока напитка, соедин ющий вход 121 и выход
122 и котора проходит через внутреннюю часть 120. Вход 121 и выход 122 первоначально
запечатаны ламинированным материалом 5 и открываютс при использовании путем
протыкани или прорезани ламинированного материала 5. Путь дл потока напитка
определ етс пространственными взаимосв з ми между наружным элементом 2,
внутренним элементом 3 и ламинированным материалом 5, как будет рассмотрено ниже. В
картридж 1 могут быть дополнительно включены другие компоненты, такие как фильтр 4,
как будет описано далее.
Первый вариант картриджа 1, который будет описан в качестве базового варианта,
показан на Фиг.1-11. Первый вариант картриджа 1, в частности, предназначен дл фильтруемых материалов, таких как обжаренный и молотый кофе или листовой чай.
Однако этот вариант картриджа 1 и другие варианты, описанные ниже, могут
использоватьс с другими продуктами, такими как шоколад, кофе, чай, подсластитель,
энергетический напиток, ароматизатор, спиртной напиток, ароматизированное молоко,
фруктовый сок, сквош (разбавленный сок), соус и десерт.
Как показано на Фиг.5, картридж 1 имеет по существу круглую или дискообразную
форму, причем диаметр картриджа 1 значительно больше его высоты. Главна ось Х
проходит через центр наружного элемента, как показано на Фиг.1. Обычно весь диаметр
наружного элемента 2 составл ет 74,5 мм ±6 мм, а обща высота составл ет 16 мм±3 мм.
Обычно объем картриджа 1 после сборки составл ет 30,2 мл ±20%.
Наружный элемент 2 содержит по существу чашеобразный корпус 10, имеющий
криволинейную кольцевую стенку 13, закрытый верх 11 и открытую нижнюю часть 12.
Диаметр наружного элемента 2 наверху 11 меньше, чем диаметр нижней части 12, что
св зано с расширением кольцевой стенки 13 книзу, при переходе от закрытого верха 11 к
открытому дну 12. Кольцева стенка 13 и закрытый верх 11 ограничивают вместе приемник
с внутренней частью 34.
В закрытом верхе 11 выполнен обращенный внутрь полый цилиндрический выступ 18,
центрированный по главной оси Х. Как показано более сно Фиг.2, цилиндрический выступ
18 содержит ступенчатый профиль, имеющий первый, второй и третий участки 19, 20 и 21.
Первый участок 19 вл етс пр мым, круговым, цилиндрическим. Второй участок 20 имеет
форму усеченного конуса и скошен вовнутрь. Третий участок 21 вл етс другим пр мым,
круговым, цилиндрическим и замыкаетс нижней поверхностью 31. Диаметр первого,
второго и третьего участков 19, 20 и 21 последовательно уменьшаетс , так что диаметр
цилиндрического выступа 18 уменьшаетс при перемещении от верха 11 до закрытой
нижней поверхности 31 цилиндрического выступа 18. По существу горизонтальный
заплечик 32 образован на цилиндрическом выступе 18 в месте стыка между вторым и
третьим участками 20 и 21.
На наружном элементе 2 в направлении нижней части 12 выполнен выступающий
наружу заплечик 33. Выступающий наружу заплечик 33 образует вторичную стенку 15,
Страница: 7
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
соосную с кольцевой стенкой 13 так, чтобы образовать кольцевой путь, образующий
трубопровод 16 между вторичной стенкой 15 и кольцевой стенкой 13. Трубопровод 16
проходит по окружности наружного элемента 2. В кольцевой стенке 13 выполнен р д щелей
17 вровень с трубопроводом 16, чтобы обеспечить перемещение газа и жидкости между
трубопроводом 16 и внутренней частью 34 наружного элемента 2. Как показано на Фиг.3,
щели 17 представл ют собой вертикальные прорези в кольцевой стенке 13. Примен етс от 20 до 40 щелей. В показанном варианте выполнени использовано тридцать семь щелей
17, по существу равноразнесенных по периферии трубопровода 16. Щели 17
предпочтительно имеют длину от 1,4 до 1,8 мм. Обычно длина каждой щели составл ет 1,6
мм, составл 10% от общей высоты наружного элемента 2. Ширина каждой щели
составл ет от 0,25 до 0,35 мм. Обычно ширина каждой щели составл ет 0,3 мм. Щели 17
достаточно узки, чтобы не допустить попадани ингредиентов напитка в трубопровод 16
как при хранении, так и при использовании.
Входна камера 26 образована в наружном элементе 2 по периферии наружного
элемента 2. Как наиболее сно показано на Фиг.5, предусмотрена цилиндрическа стенка
27, котора ограничивает собою входную камеру 26 и отдел ет входную камеру 26 от
внутренней части 34 наружного элемента 2. Цилиндрическа стенка 27 имеет закрытую
верхнюю поверхность 28, котора располагаетс в плоскости, перпендикул рной главной
оси Х, и открытый нижний конец 29, наход щийс в одной плоскости с нижней частью 12
наружного элемента 2. Входна камера 26 сообщаетс , как показано на Фиг.1, с
трубопроводом 16 через две щели 30. С другой стороны, дл сообщени между
трубопроводом 16 и входной камерой 26 может использоватьс от одной до четырех
щелей.
Нижний конец выступающего наружу заплечика 33 снабжен выступающим наружу
фланцем 35, который отходит перпендикул рно главной оси Х. Обычно фланец 35 имеет
ширину от 2 до 4 мм. Часть фланца 35 увеличена, образу ручку 24, за которую можно
держать наружный элемент 2. Ручка 24 снабжена обращенным вверх ребром 25 с целью
улучшить захват.
Наружный элемент 2 выполнен как единое цельное изделие из полиэтилена высокой
плотности, полипропилена, полистирола, полиэфира или ламинированного материала из
двух или более указанных материалов. Подход щий полипропилен можно выбрать из
числа полимеров, поставл емых компанией DSM UK Limited (Реддич, Великобритани ).
Наружный элемент может быть непрозрачным, прозрачным или полупрозрачным. Дл производства может использоватьс литьевое формование.
Внутренний элемент 3, как показано на Фиг.7-10, содержит кольцевую раму 41 и
отход щую вниз цилиндрическую воронку 40. Главна ось Х, как показано на Фиг.7,
проходит через центр внутреннего элемента 3.
Как показано лучше всего Фиг.8, кольцева рама 41 содержит наружный обод 51 и
внутреннюю втулку 52, которые соединены между собой дес тью размещенными через
одинаковые промежутки радиальными перемычками 53. Внутренн втулка 52 образует
одно целое с цилиндрической воронкой 40 и отходит от нее. В кольцевой раме 41 между
радиальными перемычками 53 выполнены фильтровальные отверсти 55. Фильтр 4
размещен на кольцевой раме 41 таким образом, чтобы накрыть фильтровальные отверсти 55. Фильтр предпочтительно изготавливают из материала, имеющего высокую прочность
во влажном состо нии, например из нетканого волокнистого материала из полиэфира.
Другие материалы, которые могут использоватьс , включают водонепроницаемый
целлюлозный материал, такой как целлюлозный материал, содержащий тканые бумажные
волокна. Тканые бумажные волокна могут быть смешаны с волокнами из полипропилена,
поливинилхлорида и/или полиэтилена. Включение этих пластиковых материалов в
целлюлозный материал делает целлюлозный материал термосвариваемым. Фильтр 4
может также быть обработан и покрыт материалом, который активируетс нагревом и/или
давлением, так что он может прикрепл тьс к кольцевой раме 41 таким образом.
Как показано на выполненном в разрезе профиле по Фиг.7, когда внутренн втулка 52
Страница: 8
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
расположена в нижнем положении относительно наружного обода 51, кольцева рама 41
имеет наклонный нижний профиль.
Верхн поверхность каждой перемычки 53 снабжена вертикальной перегородкой 54,
котора раздел ет пространство полости над кольцевой рамой 41 на множество проходов
57. Каждый проход 57 ограничен по сторонам перегородкой 54 и снизу фильтром 4.
Проходы 57 идут от наружного обода 51 вниз до цилиндрической воронки 40, открыва сь в
проемы 56, образованные внутренними кра ми перегородок 54.
Цилиндрическа воронка 40 содержит внутреннюю трубу 42, окружающую внутренний
выдачной патрубок 43. Наружна труба 42 образует внешнюю часть цилиндрической
воронки 40. Выдачной патрубок 43 соедин етс с наружной трубой 42 на верхнем конце
выдачного патрубка 43 посредством кольцевого фланца 47. Выдачной патрубок 43
содержит на верхнем конце вход 45, который сообщаетс с проемами 56 проходов 57 и
выходом 44 на нижнем конце, через который приготовленный напиток выдают в чашку или
другой приемник. Выдачной патрубок 43 содержит участок в форме усеченного конуса 48
на верхнем конце и цилиндрический участок 58 на нижнем конце. Цилиндрический участок
58 может иметь небольшую конусность, так что он сужаетс по направлению к выходу 44.
Участок 48 в форме усеченного конуса помогает передавать напиток от проходов 57 вниз,
в направлении выхода 44, без придани турбулентности напитку. Верхн поверхность
участка 48 в форме усеченного конуса снабжена четырьм опорными перемычками 49,
равноразнесенными по периферии цилиндрической воронки 40. Опорные перемычки 49
ограничивают каналы 50 между ними. Верхние кромки несущих перемычек 49 расположены
на одном уровне друг с другом и перпендикул рно главной оси Х.
Внутренний элемент 3 может быть выполнен как единое цельное изделие из
полипропилена или подобного материала, как описано выше, и путем литьевого
формовани таким же образом, как и наружный элемент 2.
С другой стороны, внутренний элемент 3 и/или наружный элемент 2 могут быть
изготовлены из биоразлагаемого полимера. Примеры подход щих материалов включают
биоразлагаемый полиэтилен (например, SPITEK, который поставл ет компани Symphony
Environmental, Борхэмвуд, Великобритани ), биоразлагаемый полиэфирамид (например,
BAK 1095, который поставл ет компани Symphony Environmental), молочные поликислоты
(PLA, которую поставл ет компани Cargil, шт. Миннесота, США), полимеры на основе
крахмала, производные целлюлозы и полипептидов.
Ламинированный материал 5 образован из двух слоев, первого сло из алюмини и
второго сло из литого полипропилена. Толщина сло алюмини составл ет от 0,02 до
0,07 мм. Толщина сло литого полипропилена составл ет от 0,025 до 0,065 мм. В одном
варианте выполнени толщина сло алюмини составл ет 0,06 мм и сло полипропилена 0,025 мм. Этот ламинированный материал особенно пригоден, поскольку про вл ет более
высокое сопротивление скручиванию при сборке. В результате ламинированный материал
5 можно предварительно разрезать с приданием нужного размера и формы, и затем
передать на сборочный участок производственной линии, при том, что он не подвергаетс короблению. Следовательно, ламинированный материал 5 особенно пригоден дл сварки.
Возможно использование других слоистых материалов, включа ламинированный
материалы РЕТ/Алюминий/РР, РЕ/EVON/PP, PET/металлизованный/РР и Алюминий/РР.
Вместо вырезанной штампом заготовки возможно применение ламинированного материала
в рулонах.
Вместо гибкого ламинированного материала картридж 1 может быть закрыт жесткой или
полужесткой крышкой.
Сборка картриджа 1 предусматривает следующие операции:
а) внутренний элемент 3 вставл ют в наружный элемент 2;
b) фильтр 4 вырезают с приданием нужной формы и помещают на внутренний элемент 3
таким образом, чтобы разместить его поверх цилиндрической воронки 40 и наложить на
кольцевую раму 41;
с) внутренний элемент 3, наружный элемент 2 и фильтр 4 соедин ют ультразвуковой
Страница: 9
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
сваркой;
d) картридж 1 заполн ют одним или несколькими ингредиентами напитка;
е) ламинированный материал 5 прикрепл ют к наружному элементу 2.
Эти операции будут более подробно рассмотрены ниже.
Наружный элемент 2 располагают открытой нижней частью 12 вверх. Затем внутренний
элемент 3 вкладывают в наружный элемент 2 с наружным ободом 51, свободно
посаженным в осевой выступ 14 наверху 11 картриджа 1. Цилиндрический выступ 18
наружного элемента 2 в то же врем вставлен в верхнюю часть цилиндрической воронки 40
внутреннего элемента 3. Третий участок 21 цилиндрического выступа 18 помещен внутри
цилиндрической воронки 40 с закрытой нижней поверхностью 31 цилиндрического выступа
18, опирающейс на опорные перемычки 49 внутреннего элемента 3. Затем на внутренний
элемент 3 помещают фильтр 4 таким образом, чтобы материал фильтра соприкасалс с
кольцевым ободом 51. После этого используют сварку ультразвуком дл соединени фильтра 4 с внутренним элементом 3 одновременно с операцией соединени внутреннего
элемента 3 с наружным элементом 2. Внутренний элемент 3 и фильтр 4 сваривают по
наружному ободу 51. Внутренний элемент 3 и наружный элемент 2 соедин ют сварными
швами вокруг наружного обода 51 и, кроме того, вдоль верхних кромок перемычек 54.
Как лучше всего показано на Фиг.11, наружный элемент 2 и внутренний элемент 3,
будучи соединены между собой, образуют полость 130 во внутренней части 120 ниже
кольцевого фланца 41 и наружной части цилиндрической воронки 40, образующую
фильтровальную камеру. Фильтровальна камера 130 и проходы 57 над кольцевой рамой
41 отделены фильтровальной бумагой 4.
Фильтровальна камера 130 содержит один или несколько ингредиентов напитка 200.
Один или несколько ингредиентов напитка упакованы в фильтровальную камеру 130. Дл напитка фильтруемого типа ингредиентом обычно вл етс обжаренный молотый кофе или
листовой чай. Плотность упаковки ингредиентов напитка в фильтровальной камере 130
может варьироватьс по желанию. Обычно дл получени фильтрованного готового кофе
фильтровальна камера содержит от 5,0 до 10,2 грамм обжаренного и молотого кофе в
фильтровальном слое обычной толщиной 5-14 мм. Дополнительно внутренн часть 120
может содержать одно или несколько элементов, таких как шары, которые свободно
перемещаютс во внутренней части 120, способству перемешиванию путем
стимулировани турбулентности и разруша скоплени ингредиентов напитка во врем выдачи напитка.
Ламинированный материал 5 прикрепл ют затем к наружному элементу 2 путем
образовани сварного шва 126 по периферии ламинированного материала 5 дл соединени ламинированного материала 5 с нижней поверхностью выступающего наружу
фланца 35. Сварной шов 126 продолжаетс дл плотного прикреплени ламинированного
материала 5 к нижней кромке цилиндрической стенки 27 входной камеры 26. Далее, между
ламинированным материалом 5 и нижней кромкой наружной трубы 42 цилиндрической
воронки 40 образуют сварной шов 125. Ламинированный материал 5 образует нижнюю
стенку фильтровальной камеры 130 и запечатывает также входную камеру 26 и
цилиндрическую воронку 40. Однако перед выдачей между ламинированным материалом 5
и нижней кромкой выдачного патрубка 43 существует небольшой зазор 123. Можно
использовать различные способы сварки, такие как сварка нагревом и ультразвуком, в
зависимости от свойств ламинированного материала 5.
Предпочтительно внутренний элемент 3 продолжаетс между наружным элементом 2 и
ламинированным материалом 5. Внутренний элемент 3 выполнен из относительно
жесткого материала, такого как полипропилен. Как таковой, внутренний элемент 3
образует элемент, несущий нагрузку, который служит дл удержани ламинированного
материала 5 и наружного элемента 2 разделенными при сжатии картриджа 1. Желательно,
чтобы при использовании картридж 1 подвергалс сжимающей нагрузке от 130 до 280 Н.
Сжимающее усилие помогает предотвратить разрушение картриджа под воздействием
внутреннего давлени и служит также, чтобы прижимать друг к другу внутренний элемент
Страница: 10
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
3 и наружный элемент 2. Это гарантирует, что внутренние размеры проходов и отверстий
в картридже 1 остаютс фиксированными и не могут измен тьс во врем нагнетани давлени в картридже 1.
Дл использовани , картридж 1 сначала вставл ют в машину дл приготовлени напитков, открыва вход 121 и выход 122 пробивными элементами машины дл приготовлени напитков, которые пробивают и отгибают ламинированный материал 5.
Водна среда, обычно вода, поступает в картридж 1 под давлением через вход 121 во
входную камеру 26 под давлением 0,1-2,0 бар. Отсюда воду направл ют дл протекани через щели 30 и по трубопроводу 16 в фильтровальную камеру 130 картриджа 1 через
множество щелей 17. Вода подаетс радиально внутрь через фильтровальную камеру 130
и смешиваетс с ингредиентами 200 напитка, содержащимис в ней. В то же врем вода
направл етс вверх через ингредиенты напитка. Напиток, образованный при прохождении
воды через ингредиенты напитка, проходит через фильтр 4 и фильтровальные отверсти 55 в проходы 57, лежащие над кольцевой рамой 41. Герметичное соединение фильтра 4 с
перемычками 53 и приваривание обода 51 к наружному элементу 2 гарантирует отсутствие
обходных путей и то, что весь напиток должен пройти через фильтр 4.
Затем напиток протекает вниз вдоль радиальных проходов 57, образованных между
спиц 54, и через проемы 56 в цилиндрическую воронку 40. Напиток проходит по каналам
50 между опорными перемычками 47 и вниз по выдачному патрубку 43 к выходу 44, где
напиток выпускают в приемник типа чашки.
Предпочтительно машина дл приготовлени напитка содержит устройство дл продувки, которое продувает сжатый воздух через картридж 1 в конце выдачного цикла,
чтобы удалить остатки напитка в приемник.
Фиг.12-18 показан второй вариант картриджа 1. Второй вариант картриджа 1 разработан
специально дл использовани при выдаче продуктов типа эспрессо, таких как обжаренный
и молотый кофе, когда желательно получить напиток, содержащий пену из крошечных
пузырьков, известных как «крема» (итал. «пенка»). Многие признаки второго варианта
картриджа 1 вл ютс такими же, как и в первом варианте, и дл обозначени одинаковых
признаков использованы одинаковые позиции. В дальнейшем описании будут рассмотрены
различи между первым и вторым вариантами. Общие признаки, действующие одинаковым
образом, рассматриватьс подробно не будут.
Наружный элемент 2 имеет такую же конструкцию, как и в первом варианте картриджа 1,
и как показано на Фиг.1-6.
Кольцева рама 41 внутреннего элемента 3 вл етс такой же, как и в первом
варианте. К тому же фильтр 4 располагаетс на кольцевой раме 41 таким образом, чтобы
накрыть фильтровальные отверсти 55. Наружна труба 42 цилиндрической воронки 40
тоже такова же, как и ранее. Однако существует р д различий в конструкции внутреннего
элемента 2 второго варианта по сравнению с первым вариантом. Как показано на Фиг.16,
выдачной патрубок 43 снабжен перегородкой 65, котора частично простираетс вверх по
выдачному патрубку 43 от выхода 44. Перегородка 65 помогает не допустить
разбрызгивание и/или расплескивание напитка при его выходе из выдачного патрубка 43.
Профиль выдачного патрубка 43 также отличаетс и содержит ступенчатый профиль с
четко видимым искривлением 66 возле верхнего конца трубы 43.
Предусмотрен обод 67, восстающий от кольцевого фланца 47 и соедин ющий наружную
трубу 42 с выдачным патрубком 43. Обод 47 окружает вход 45 в выдачной патрубок 43 и
ограничивает кольцевой канал 69 между ободом 67 и верхней частью наружной трубы 42.
Обод 67 снабжен обращенным внутрь заплечиком 68. В одной точке по окружности обода
67 выполнено отверстие 70 в форме щели, идущей от верхней кромки обода 67 до точки,
расположенной на минимальном рассто нии ниже уровн заплечика 68, как наиболее сно
показано на Фиг.12 и 13. Ширина щели равна 0,64 мм.
В кольцевом фланце 47 предусмотрен вход 71 дл воздуха, совмещенный по
окружности с отверстием 70, как показано на Фиг.16 и 17. Вход 71 дл воздуха содержит
отверстие, проход щее сквозь фланец 47 таким образом, чтобы обеспечить сообщение
Страница: 11
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
между точкой выше фланца 47 и полостью ниже фланца 47 между наружной трубой и
выдачным патрубком 43. Предпочтительно, и как показано, вход 71 дл воздуха содержит
верхний участок 73 в форме усеченного конуса и нижний цилиндрический участок 72. Вход
дл воздуха 71 обычно образуют формовочным инструментом, таким как шпилька.
Конусный профиль входа 71 дл воздуха облегчает извлечение формовочного инструмента
из формованного компонента. Стенке наружной трубы 42 р дом со входом 71 дл воздуха
придана форма желоба 75, ведущего от входа дл воздуха 71 до входа 45 выдачного
патрубка 43. Как показано на Фиг.17, между входом 71 дл воздуха и желобом 75
образован скошенный заплечик 74 с целью гарантировать, что сильна стру напитка,
выход ща из щели 70, не ударитс сразу же о верхнюю поверхность фланца 47 в
непосредственной близости от входа 71 дл воздуха.
Процедура сборки второго варианта картриджа 1 сходна со сборкой первого варианта.
Однако существуют определенные различи . Как показано на Фиг.18, третий участок 21
цилиндрического выступа 18 помещен скорее внутрь опорного обода 67, чем на опорные
перемычки. Заплечик 32 цилиндрического выступа 18 между вторым участком 20 и третьим
участком 21 опираетс на верхнюю кромку опорного обода 67 внутреннего элемента 3.
Между внутренним элементом 3 и наружным элементом 2 образуетс таким образом зона
124 перехода, содержаща торцевое уплотнение между цилиндрическим выступом 18 и
опорным ободом 67, идущим почти по всей окружности картриджа 1. Уплотнение между
цилиндрическим выступом 18 и опорным ободом 67 не вл етс непроницаемым дл текучей среды, поскольку щель 70 в опорном ободе 67 проходит через опорный обод 67 и
вниз до точки, расположенной непосредственно под заплечиком 68. В результате
гранична посадка между цилиндрическим выступом 18 и опорным ободом 67 превращает
щель 70 в отверстие 128, как лучше всего показано на Фиг.18, обеспечива прохождение
газа и жидкости между кольцевым каналом 69 и выдачным патрубком 43. Отверстие
обычно имеет ширину 0,64 мм и длину 0,69 мм.
Работа второго варианта картриджа 1 при выдаче напитка сходна с работой первого
варианта, однако с некоторыми отличи ми. Напиток в радиальных проходах 57 протекает
вниз по проходам 57, образованным между перемычками 54 и через проемы 56 в
кольцевой канал 69 цилиндрической воронки 40. От кольцевого канала 69 напиток
прогон ют под давлением через отверстие 128 посредством противодавлени напитка,
собирающегос в фильтровальной камере 130 и проходах 57. Напиток таким образом
пропускаетс под давлением через отверстие 128 в форме сильной струи и поступает в
расширительную камеру, образованную верхним концом выдачного патрубка 43. Как
показано на Фиг.18, сильна стру напитка проходит непосредственно над входом 71 дл воздуха. Когда напиток поступает в выдачной патрубок 43, давление в струе напитка
падает. В результате происходит захват воздуха струей напитка в форме множества
мелких пузырьков воздуха при всасывании воздуха через вход 71 дл воздуха. Сильна стру напитка, выход ща из отверсти 128, направл етс вниз к выходу 44, где напиток
сливаетс в приемник типа чашки, где пузырьки воздуха образуют требующийс крем.
Таким образом, отверстие 128 и вход 71 дл воздуха вместе образуют эжектор, который
служит дл захвата воздуха напитком. Поток напитка в эжектор нужно поддерживать как
можно более плавным с целью уменьшени потерь давлени . Предпочтительно стенки
эжектора выполнены вогнутыми с целью уменьшени потерь из-за граничного эффекта,
св занного с трением. Допуски по размерам отверсти 128 невелики. Предпочтительно,
размеры отверсти устанавливают с отклонением плюс или минус 0,02 мм 2. Внутри или
на выходе из эжектора могут быть предусмотрены волоски, тонкие волокна или другие
неровности поверхности с целью увеличить эффективную площадь поперечного сечени ,
котора может способствовать повышению степени захвата воздуха.
Фиг.19-29 показывают третий вариант картриджа 1 по изобретению. Третий вариант
картриджа 1 предназначен специально дл выдачи растворимых продуктов, которые могут
быть в форме порошка, жидкости, сиропа, гел или в аналогичной форме. Растворимый
продукт раствор ют в водной среде, такой как вода, или образуют в ней взвесь при
Страница: 12
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
прохождении водной среды в процессе использовани через картридж 1. Примеры
напитков включают шоколад, кофе, молоко, суп или другие обезвоженные или растворимые
в воде продукты. Многие признаки третьего варианта картриджа 1 вл ютс такими же,
как и в предыдущих вариантах, и дл обозначени одинаковых признаков использованы
одинаковые позиции. В дальнейшем описании будут рассмотрены различи между третьим
и предыдущими вариантами. Общие признаки, действующие одинаковым образом,
рассматриватьс подробно не будут.
Как показано на Фиг.20, по сравнению с наружным элементом 2 согласно предыдущим
вариантам, полый обращенный внутрь цилиндрический выступ 18 наружного элемента 2
третьего варианта имеет больший наружный диаметр. В частности, диаметр первого
участка 19 обычно составл ет от 16 до 18 мм по сравнению с 13,2 мм дл наружного
элемента 2 по предыдущим вариантам. В дополнение первый участок 19 снабжен выпуклой
наружной поверхностью 19а, или вздутием, как наиболее четко показано на Фиг.20,
функции которого будут описаны ниже. Однако диаметр третьих участков 21 картриджей 1
вл етс таким же, так что площадь заплечика 32 в этом, третьем варианте картриджа 1,
оказываетс больше. Обычно объем картриджа 1 в собранном виде составл ет 32,5 мл ±
20%.
Отличаетс также количество и расположение щелей в нижнем конце кольцевой стенки
13. Примен етс от 3 до 5 щелей. В варианте выполнени , показанном Фиг.23, по
окружности трубопровода 16 через одинаковые промежутки размещены четыре щели 36.
Щели 36 несколько шире, чем в предыдущих вариантах картриджа 1, име ширину от 0,35
до 0,45 мм, предпочтительно 0,4 мм.
В других отношени х наружные элементы 2 картриджей 1 вл ютс такими же.
Конструкци цилиндрической воронки 40 внутреннего элемента 3 вл етс такой же, как
в первом варианте картриджа 1 с наружной трубой 42, выдачным патрубком 45, кольцевым
фланцем 45 и опорными перемычками 49. Единственное различие заключаетс в том, что
выдачной патрубок 45 снабжен верхним участком 92 в форме усеченного конуса и нижним
цилиндрическим участком 93.
В отличие от предыдущих вариантов, и как показано на Фиг.24-28, кольцева рама 41
заменена деталью в форме юбки 80, котора окружает цилиндрическую воронку 40 и
соедин етс с ней посредством восьми радиальных кронштейнов 87, которые примыкают к
цилиндрической воронке 40 на кольцевом фланце 47 или р дом с ним. Цилиндрический
выступ 81 юбки 80 отходит вверх от кронштейнов 87 дл ограничени камеры 90 с
открытой верхней поверхностью. Как показано на Фиг.26, верхний обод 91
цилиндрического выступа 81 имеет загнутый внутрь профиль. Кольцева стенка 82 юбки 80
отходит вниз от кронштейнов 87 дл ограничени кольцевого канала 86 между юбкой 80 и
наружной трубой 42.
Кольцева стенка 82 содержит на нижнем конце отход щий наружу фланец 83,
расположенный перпендикул рно к главной оси Х. Обод 84 отходит вниз от нижней
поверхности фланца 83 и содержит п ть отверстий 85, равноразнесенных по периферии
обода 84. Таким образом, обод 84 обеспечен зубчатым нижним профилем.
Между кронштейнов 87 образованы проемы 89, обеспечивающие сообщение между
камерой 90 и кольцевым каналом 86.
Процедура сборки третьего варианта картриджа 1 подобна сборке первого варианта при
наличии некоторых отличий. Наружный элемент 2 и внутренний элемент 3 плотно
соедин ют вместе, как показано на Фиг.20, и удерживают вместе защелкиваемого
соединени , а не сварки. При соединении двух элементов, обращенный внутрь
цилиндрический выступ 18 входит внутрь верхнего цилиндрического выступа 81 юбки 80.
Внутренний элемент 3 удерживаетс в наружном элементе 2 путем зацеплени выпуклой
наружной стенки 19а первого участка 19 цилиндрического выступа 18 с загнутым внутрь
ободом 91 верхнего цилиндрического выступа 81. При внутреннем элементе 3,
расположенным в наружном элементе 2, образована смесительна камера 134,
расположенна снаружи юбки 80. Смесительна камера 134 содержит ингредиенты 200
Страница: 13
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
напитка перед его приготовлением. Следует отметить, что четыре входа 36 и п ть
отверстий 85 расположены по окружности со смещением относительно друг друга.
Радиальное положение двух частей относительно друг друга не требуетс определ ть или
фиксировать во врем сборки, поскольку использование двух входов 36 и п ти отверстий
85 гарантирует отсутствие совмещени между входами и отверсти ми вне зависимости от
относительного поворота компонентов.
В смесительную камеру 134 картриджа упаковывают один или несколько ингредиентов
напитка. Плотность упаковки ингредиентов напитка в смесительной камере 134 можно
варьировать по желанию.
Затем к наружному элементу 2 и внутреннему элементу 3 так же, как описано выше дл предыдущих вариантов, прикрепл ют ламинированный материал 5.
При использовании вода поступает в смесительную камеру 134 через четыре щели 36
таким же образом, как в предыдущих вариантах картриджа. Воду прокачивают в
радиальном направлении внутрь через смесительную камеру и смешивают с
содержащимис в ней ингредиентами напитка. Продукт раствор етс или смешиваетс в
воде и образует в смесительной камере 134 напиток, который затем отвод т через
отверсти 85 в кольцевой канал 86 под воздействием противодавлени напитка и воды в
смесительной камере 134. Размещение по окружности со смещением четырех входных
щелей 36 и п ти отверстий 85 гарантирует, что стру воды не может пройти радиально
пр мо от входных щелей 36 до отверстий 85, без циркул ции в смесительной камере 134.
Таким образом значительно повышаетс степень и равномерность разбавлени или
смешивани продукта. Напиток направл етс вверх в кольцевой канал 86, через отверсти 89 между кронштейнами 87 и в камеру 90. Напиток проходит из камеры 90 через входы 45
между опорными перемычками 49 в выдачной патрубок 43 и в направлении выхода 44, где
напиток выпускают в приемник типа чашки. Картридж, в частности, пригоден дл использовани с ингредиентами напитка в форме в зких жидкостей или гелей. В одной из
областей применени в картридже 1 содержитс ингредиент в форме жидкого шоколада с
в зкостью от 1700 до 3900 мПа при температуре окружающей среды и от 5000 до 10000
мПа при температуре 0°С, и преломл ющие твердые частицы 67 брикс ±3. В другой
области применени в картридже 1 содержитс жидкий кофе с в зкостью от 70 до 2000 мПа
при температуре окружающей среды и от 80 до 5000 мПа при температуре 0°С, где кофе
имеет суммарное содержание твердых частиц на уровне от 40 до 70%.
Фиг.30-34 показывают четвертый вариант картриджа 1 по изобретению. Четвертый
вариант картриджа 1 предназначен, в частности, дл выдачи жидких продуктов, таких как
концентрированное жидкое молоко. Многие признаки четвертого варианта картриджа 1
вл ютс такими же, как и в предыдущих вариантах, и дл обозначени одинаковых
признаков использованы одинаковые позиции. В дальнейшем описании будут рассмотрены
различи между четвертым и предыдущими вариантами. Общие признаки, действующие
одинаковым образом, рассматриватьс подробно не будут.
Наружный элемент 2 имеет такую же конструкцию, как и в третьем варианте картриджа
1, и как показано на Фиг.19-23.
Цилиндрическа воронка 40 внутреннего элемента 3 подобна показанной во втором
варианте картриджа 1, однако, с некоторыми отличи ми. Как показано на Фиг.30,
выдачной патрубок 43 снабжен верхним участком 106 в форме усеченного конуса и нижним
цилиндрическим участком 107. На внутренней поверхности выдачного патрубка 43
выполнены три аксиальных ребра 105, предназначенных направл ть выдаваемый напиток
в направлении выхода 44 и не допускать турбуленции выдаваемого напитка в патрубке. В
результате ребра 105 служат в качестве отражательных перегородок. Как и во втором
варианте картриджа 1, вход 71 дл воздуха выполнен в кольцевом фланце 47. Однако
патрубок 75 под входом 71 дл воздуха более выт нут, чем во втором варианте.
Аналогично третьему варианту картриджа 1, описанному выше, обеспечена юбочна часть 80. В ободе 84 имеетс от 5 до 12 отверстий. Обычно вместо п ти отверстий,
предусмотренных в третьем варианте картриджа 1, здесь обеспечено дес ть отверстий.
Страница: 14
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Предусмотрена кольцева чаша 100, отход ща от фланца 83 юбки 80 и образующа с
ним одно целое. Кольцева чаша 100 содержит раструб 101 с открытым верхним
отверстием 104, обращенным вверх. Четыре питающих отверсти 103 показаны Фиг.30 и 31
и расположены в элементе 101 на нижнем конце чаши 100 или р дом с ним, в месте его
соединени с юбкой 80. Предпочтительно, питающие отверсти равноразнесены по
периферии чаши 100.
Ламинированный материал 5 относитс к типу, описанному выше в предыдущих
вариантах выполнени .
Процедура сборки четвертого варианта картриджа 1 вл етс такой же, как и в случае
третьего варианта.
Эксплуатаци четвертого варианта картриджа подобна эксплуатации третьего варианта.
Вода поступает в картридж 1 и в смесительную камеру 134 так же, как и ранее. Здесь
вода смешиваетс с жидким продуктом и разбавл ет его, после чего он под давлением
отводитс ниже чаши 100 и через отверсти 85 в направлении выхода 44, как описано
выше. Часть жидкого продукта, первоначально содержавшегос в кольцевой чаше 100, как
показано на Фиг.34, не сразу подвергаетс разбавлению водой, поступающей в
смесительную камеру 134. Разбавленный жидкий продукт в нижней части смесительной
камеры 134 будет стремитьс выйти через отверсти 85 вместо того, чтобы поступать
вверх и в кольцевую чашу 100 через верхнее отверстие 104. В результате жидкий продукт
в кольцевой чаше 100 останетс относительно концентрированным на начальных этапах
рабочего цикла по сравнению с продуктом в нижней части смесительной камеры 134.
Жидкий продукт в кольцевой чаше 100 просачиваетс через питающие отверсти 103 под
воздействием силы т жести в поток продукта, покидающего смесительную камеру 134
через отверсти 85 и под чашу 100. Кольцева чаша служит дл выравнивани концентрации разбавленного жидкого продукта, поступающего в цилиндрическую воронку
40 путем задержки части концентрированного жидкого продукта и более постепенной
выдачи его в канал дл выход щей струи жидкости в ходе цикла выдачи.
От кольцевого канала 86 напиток прогон ют под давлением через отверстие 128
посредством противодавлени напитка, собирающегос в фильтровальной камере 134 и
камере 90. Напиток таким образом пропускаетс под давлением через отверстие 128 в
виде сильной струи и поступает в расширительную камеру, образованную верхним концом
выдачного патрубка 43. Как показано на Фиг.34, сильна стру напитка проходит
непосредственно над входом 71 дл воздуха. Когда напиток поступает в выдачной
патрубок 43, давление в струе напитка падает. В результате происходит захват воздуха
струей напитка в форме множества мелких пузырьков воздуха при всасывании воздуха
через вход 71 дл воздуха. Сильна стру напитка, выход ща из отверсти 128,
направл етс вниз к выходу 44, из которого напиток выливаетс в приемник типа чашки,
где пузырьки воздуха образуют требующуюс пенистость.
Важно, что внутренний элемент 3, наружный элемент 2, ламинированный материал 5 и
фильтр 4 могут быть легко стерилизованы, поскольку все компоненты могут раздел тьс и
не содержат по отдельности извилистые проходы или узкие щели. Необходимые проходы
образуютс вместо этого только после соединени компонентов после стерилизации. Это
особенно важно в случае, когда ингредиентом напитка вл етс продукт на молочной
основе, такой как жидкий концентрат молока.
Четвертый вариант выполнени картриджа дл напитка особенно удобен дл выдачи
концентрированного жидкого молочного продукта, такого как жидкое молоко. Ранее
порошковые молочные продукты предлагали в пакетиках (саше) дл добавлени в
предварительно приготовленный напиток. Однако в напитке типа капуччино необходимо
вспенивать молоко. Ранее этого достигали путем пропускани пара через жидкий молочный
продукт. Однако это требует организации подачи пара, что повышает стоимость и
сложность машины, примен емой дл выдачи напитка. Использование пара повышает
также опасность травмы при эксплуатации картриджа. Соответственно насто щее
изобретение обеспечивает картридж дл напитка, который содержит концентрированный
Страница: 15
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
жидкий продукт на основе молока. Обнаружено, что за счет концентрации молочного
продукта можно добитьс образовани большего количества пены в расчете на
определенный объем молока по сравнению с использованием свежего или
пастеризованного молока. Это уменьшает размеры, требующиес дл молочного
картриджа. Свежее полусн тое молоко содержит приблизительно 1,6% жира и 10%
твердого вещества. Концентрированное жидкое молоко по изобретению содержит от 3 до
12% жира и 25-40% твердого вещества. В типичном примере заправка содержит 4% жира и
30% твердого вещества. Заправки концентрированного молока подход т дл вспенивани с
использованием приготовительной машины низкого давлени , как будет описано ниже. В
частности, вспенивание молока достигаетс под давлением ниже 2 бар, предпочтительно
приблизительно 1,5 бар с использованием картриджа четвертого варианта выполнени ,
описанного выше.
Картридж по четвертому варианту выполнени также обеспечивает преимущества при
выдаче жидких кофейных продуктов.
Обнаружено, что варианты выполнени картриджа дл напитков по изобретению имеют
то преимущество, что обеспечивают улучшенную однородность выдаваемого напитка по
сравнению с известными картриджами. Приведенна ниже табл.1 показывает результаты
выхода напитка дл двадцати образцов дл каждого из картриджей А и В, содержащих
обжаренный молотый кофе. Картридж А вл етс картриджем дл напитков согласно
первому варианту выполнени насто щего изобретени . Картридж В вл етс картриджем
уровн техники, описанным в WO 01/58786 (за витель). Коэффициент преломлени приготовленного напитка измен ют в бриксах и преобразуют в процентное содержание
растворимых твердых частиц (%SS), использу стандартные таблицы и формулы. В
примерах ниже:
%SS = 0,7774 х (значение в бриксах) + 0,0569
Выход, % = (%SS х объем напитка (г))/(100 х вес кофе (г))
Таблица 1
Картридж А
Образец Объем напитка, г Вес кофе, г Брикс %SS (х) Выход, %
30
35
40
45
1
105,6
6,5
1,58
1,29
20,88
2
104,24
6,5
1,64
1,33
21,36
3
100,95
6,5
1,67
1,36
21,06
4
102,23
6,5
1,71
1,39
21,80
5
100,49
6,5
1,73
1,40
21,67
6
107,54
6,5
1,59
1,29
21,39
7
102,70
6,5
1,67
1,36
21,41
8
97,77
6,5
1,86
1,50
22,61
9
97,82
6,5
1,7
1,38
20,75
10
97,83
6,5
1,67
1,36
20,40
11
97,6
6,5
1,78
1,44
21,63
12
106,64
6,5
1,61
1,31
21,47
13
99,26
6,5
1,54
1,25
19,15
14
97,29
6,5
1,59
1,29
19,35
15
101,54
6,5
1,51
1,23
19,23
16
104,23
6,5
1,61
1,31
20,98
17
97,5
6,5
1,73
1,40
21,03
18
100,83
6,5
1,68
1,36
21,14
19
101,67
6,5
1,67
1,36
21,20
20
101,32
6,5
1,68
1,36
21,24
среднее
20,99
Картридж В
Образец Объем напитка, г Вес кофе, г Брикс %SS (х) Выход, %
50
1
100,65
6,5
1,87
1,511
2
95,85
6,5
1,86
1,503
23,39
22,16
3
98,4
6,5
1,8
1,456
22,04
4
92,43
6,5
2,3
1,845
26,23
5
100,26
6,5
1,72
1,394
21,50
Страница: 16
RU 2 337 046 C2
5
10
15
6
98,05
6,5
2,05
1,651
24,90
7
99,49
6,5
1,96
1,581
24,19
8
95,62
6,5
2,3
1,845
27,14
9
94,28
6,5
2,17
1,744
25,29
10
96,13
6,5
1,72
1,394
20,62
11
96,86
6,5
1,81
1,484
21,82
12
94,03
6,5
2,2
1,767
25,56
13
96,28
6,5
1,78
1,441
21,34
14
95,85
6,5
1,95
1,573
23,19
15
95,36
6,5
1,88
1,518
22,28
16
92,73
6,5
1,89
1,596
21,77
17
88
6,5
1,59
1,293
17,50
18
93,5
6,5
2,08
1,674
24,08
19
100,88
6,5
1,75
1,417
22,00
20
84,77
6,5
2,37
1,899
24,77
среднее
23,09
Выполнение статистического анализа указанных данных по Стьюденту дает следующие
результаты:
Таблица 2
Проверка по Стьюденту: Два образца, имеющие одинаковое отклонение
20
25
30
35
40
45
50
Выход,%
(картридж А)
Выход,%
(картридж В)
Среднее
20,99
23,09
Отклонение
0,77
5,04
Наблюдени 20
20
Общее отклонение
2,90
Предполагаема средн разница
0
Df
38
T Stat
-3,90
Р(Т<=t) односторонний критерий
0,000188
t критический односторонний критерий
1,686
Р(Т<=t) двухсторонний критерий
0,000376
t критический двухсторонний критерий
2,0244
Стандартное отклонение
0,876
2,245
Анализ показывает, что однородность выхода в %, котора соответствует крепости
напитка, значительно лучше дл картриджей по изобретению (при достоверности 95%), чем
в известных картриджах, со стандартным отклонением 0,88% по сравнению с 2,24%. Это
означает, что напитки, которые выдают с помощью картриджа по изобретению, имеют
более воспроизводимую и посто нную крепость. Это предпочитают потребители, которые
регул рно потребл ют свои напитки и не люб т случайных изменений крепости напитка.
Материалы описанных выше картриджей могут быть снабжены защитным покрытием с
целью повышени их устойчивости к кислороду и/или влаге и/или проникновению других
загр знений. Защитное покрытие может также улучшить защиту от утечки ингредиентов
напитка из картриджей и/или уменьшить степень выделени экстрагируемых веществ из
материалов картриджа, которые могут оказать отрицательное вли ние на ингредиенты
напитка. Защитное покрытие может быть материалом, выбранным из группы, включающей
полиэтилен, полиамид, EVOH, поливинилденхлорид или металлизованный материал.
Защитное покрытие может быть нанесено несколькими способами, включа вакуумное
осаждение, осаждение из паровой фазы, плазменное покрытие, биметаллическое
выдавливание, маркировка в форме и двух- и многоступенчатое формование, но без
ограничени этим.
Машина 201 дл приготовлени напитков по изобретению предназначенна дл использовани с описанными выше картриджами дл напитков, показана на Фиг.35-45.
Машина 201 дл приготовлени напитков, в общем, содержит корпус 210, включающий
вод ной резервуар 220, водонагреватель 225, вод ной насос 230, воздушный компрессор
235, управл ющий процессор, интерфейс пользовател 240 и картриджную головку 250.
Страница: 17
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Картриджна головка 250 содержит в свою очередь держатель 251 картриджа,
предназначенный дл удерживани картриджа дл напитков 1 при использовании, средство
252 распознавани картриджей, пробивные устройства 253 и 254 на входе и выходе,
предназначенные дл образовани в картридже дл напитков 1 в процессе использовани входа 121 и выхода 122.
Корпус 210 вмещает и удерживает на месте другие компоненты машины 201. Корпус 210
предпочтительно изготавливают целиком или частично из крепкой пластмассы, такой как
ABS. С другой стороны, корпус 210 может быть целиком или частично выполнен из
металла, такого как нержавеюща сталь или алюминий. Корпус 210 предпочтительно имеет
конструкцию в форме грейфера, име передней половиной 211 и задней половиной 212,
обеспечивающими доступ при сборке дл установки компонентов машины 201, которые
могут затем быть соединены вместе дл ограничени внутренней части 213 корпуса 210.
Задн половина 212 имеет углубление 214 дл креплени вод ного резервуара 220.
Корпус 210 выполнен со средствами типа защелок, опор, приливов и участков с резьбой,
предназначенных дл удерживани компонентов машины 201 в нужном положении без
необходимости использовани отдельного шасси. Это снижает общую стоимость и вес
машины 201. Основание 215 корпуса 210 предпочтительно снабжают ножками дл устойчивого размещени на них машины. С другой стороны, само основание 215 может
иметь форму, образующую устойчивую опору.
Передн половина 211 корпуса 210 содержит выдачной участок 270, на котором
происходит выдача напитка. Выдачной участок 270 содержит приемный стенд 271,
имеющий полую внутреннюю часть, образующую поддон 272. Верхн поверхность 273
приемного стенда снабжена решеткой 274, на которую помещают приемник. Поддон 272
может извлекатьс из корпуса 210, чтобы облегчить удаление скопившейс воды. В
передней половине корпуса 210 над приемным стендом 271 выполнено углубление 275,
позвол ющее приспособитьс к размерам приемника.
Картриджна головка 250 располагаетс , как показано на Фиг.35 и 36, в направлении
верха корпуса 210 над приемным стендом. Предпочтительно можно регулировать высоту
решетки 274 относительно картриджной головки 250 с целью иметь возможность принимать
приемники различных размеров. Желательно, чтобы приемник находилс как можно ближе
к картриджной головке 250, одновременно обеспечива установку и извлечение приемника
из выдачного участка 270, с тем чтобы свести к минимуму высоту, на которую должен
опуститьс выдаваемый напиток перед тем, как коснутьс приемника. Это позвол ет
свести к минимуму разбрызгивание и расплескивание напитка и свести к минимуму потери
захваченных пузырьков воздуха там, где они присутствуют. Предпочтительно между
решеткой 274 и картриджной головкой 250 могут быть вставлены приемники высотой от 70
мм до 110 мм.
Интерфейс пользовател 240 машины располагаетс спереди корпуса 210 и включает в
себ кнопку пуска/остановки 241 и несколько индикаторов состо ни 243-246.
Индикаторы состо ни 243-246 предпочтительно включают в себ светоизлучающий
диод (СИД) 243, предназначенный дл указани на готовность машины 201, СИД 244,
указывающий на погрешность, случившуюс в работе машины 201, и один или несколько
СИД 245-256, предназначенные, чтобы указывать, работает ли машина 201 в ручном или
автоматическом режиме. По команде СИД 243-256 могут светитьс с посто нной
интенсивностью, прерывисто мигать или показывать то и другое в зависимости от
состо ни машины 201. СИД 243-256 могут иметь различные цвета, включа зеленый,
красный и желтый.
Кнопка пуска/остановки 241 управл ет началом рабочего цикла и вл етс управл емой
вручную кнопкой, переключателем и тому подобным.
Возможно применение устройства регулировани объема, позвол ющего пользователю
машины 201 регулировать вручную объем выданного напитка без изменени других
рабочих характеристик. Предпочтительно устройство регулировани объема позвол ет
регулировать объем в пределах плюс/минус 20%. Устройством регулировани объема
Страница: 18
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
может быть поворотный маховик, линейный ползун, цифровой индикатор с кнопками
приращени и уменьшени и тому подобное. Обычно объем контролирует пользователь с
помощью кнопки пуска/остановки 241.
На машине 201 может быть предусмотрен ручной выключатель электропитани (не
показан). С другой стороны, электропитание можно контролировать просто путем
включени в сеть или отключени от нее вилки питани .
Резервуар 220 дл воды располагаетс в задней части корпуса 210 и соедин етс с
задней половиной 212 корпуса 210. Резервуар 220 содержит по существу цилиндрический
элемент 221, который может быть пр мым с круглым сечением, или иметь форму
усеченного конуса, в зависимости от желаний по эстетическим причинам. Резервуар
содержит вход дл заполнени его водой, который при использовании закрывают
снимаемой вручную крышкой 222. Выход обеспечен в направлении нижнего конца
резервуара, который сообщаетс с вод ным насосом 230. Резервуар 220 дл воды может
быть выполнен из прозрачного или полупрозрачного материала, позвол ющего
потребителю видеть количество воды, остающейс в резервуаре. С другой стороны,
резервуар 220 может быть сделан из непрозрачного материала, но снабжен смотровым
окном. Кроме того, или вместо указанного выше, резервуар 220 может быть снабжен
датчиком нижнего уровн , который прекращает работу вод ного насоса 230 и
дополнительно включает предупреждающий индикатор, такой как СИД, когда уровень воды
в резервуаре спускаетс до установленного значени . Резервуар 220 дл воды
предпочтительно имеет внутреннюю емкость приблизительно 1,5 литра.
Вод ной насос 230 оперативно подключен между резервуаром 220 и водонагревателем
225, как схематически показано на Фиг.43, и управл етс управл ющим процессором.
Насос обеспечивает максимальный расход в размере 900 мл/мин при максимальном
давлении 2,5 бар. Предпочтительно при обычном использовании давление должно
ограничиватьс 2 бар. Расход воды через машину 201 может контролироватьс управл ющим процессором в форме доли в процентах от максимальной подачи насоса
путем периодического прерывани электропитани насоса. Предпочтительно насос может
приводитьс в действие при любом значении из числа 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%,
70%, 80%, 90% или 100% от максимальной номинальной подачи. Точность при
перекачивании объема воды предпочтительно составл ет ± 5%, что ведет к точности в ±
5% получени конечного объема выдаваемого напитка. Подход щим насосом вл етс насос Evolution EP6, выпускаемый компанией Ulka S.r.l. (Пави , Итали ). Объемный
датчик расхода (не показан) предпочтительно помещен в линии гидросистемы или перед
вод ным насосом 230, или после него. Предпочтительно объемным датчиком расхода
вл етс центробежный датчик.
Водонагреватель 225 располагаетс во внутренней части корпуса 210. Нагреватель 225
имеет номинальной мощностью 1550 Вт и может нагревать воду, поступающую из вод ного
насоса 230 с начальной температуры приблизительно 20°С до рабочей температуры около
85°С в течение менее чем 1 минуты. Предпочтительно врем выдержки между концом
одного рабочего цикла и способностью нагревател 225 начать следующий рабочий цикл
меньше 10 секунд. Нагреватель поддерживает в течение рабочего цикла выбранную
температуру в пределах ± 2°С. Как показано ниже, вода дл рабочего цикла может быть
выдана в картриджную головку 250 при температуре 83°С или 93°С. Нагреватель 225
может быстро отрегулировать температуру выдачи до 83°С или 93°С исход из
номинальной температуры воды 85°С. Нагреватель 225 содержит реле перегрева, которое
отключает нагреватель, если температура превышает 98°С. Вода, выход ща из
нагревател 225, поступает в картриджную головку 250 и картридж 1 через трехходовой
клапан. Если давление потока воды находитс на приемлемом уровне, вода пропускаетс в
картридж 1. Если давление ниже или выше установленных предельных значений, воду
отвод т посредством трехходового клапана в улавливающий приемник поддона 270.
Воздушный компрессор 235 оперативно соедин етс с картриджной головкой 250
посредством одноходового клапана и управл етс управл ющим процессором. Воздушный
Страница: 19
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
компрессор 235 обеспечивает максимальный расход воздуха 500 мл/мин при давлении 1,0
бар. При использовании в рабочем объеме в 35 мл создаетс избыточное давление в 2
бара. Предпочтительно воздушный компрессор 235 может обеспечить две скорости:
быструю (или максимальную) и медленную.
Управл ющий процессор машины 201 дл приготовлени напитков содержит
исполнительный модуль и запоминающее устройство. Управл ющий процессор
предпочтительно соедин етс с водонагревателем 225, вод ным насосом 230, воздушным
компрессором 235 и интерфейсом пользовател 240, и управл ет их работой.
Запоминающее устройство управл ющего процессора включает в себ одну или
несколько переменных дл одного или нескольких рабочих параметров машины 201 дл приготовлени напитков. В проиллюстрированном варианте выполнени рабочими
параметрами вл ютс температура воды, пропускаемой через картридж 1 дл напитка в
процессе рабочей операции, скорость зар дки картриджа 1 дл напитков, наличие или
отсутствие операции замачивани , суммарный разлитый объем напитка, расход воды на
этапе выдачи и расход и длительность стадии продувки.
Переменные дл рабочих параметров сохран ютс в запоминающем устройстве.
Картридж 1 содержит код, помещенный на картридже 1 или в нем и представл ющий
рабочие параметры, требующиес дл оптимальной выдачи напитка в картридже 1. Код
имеет бинарный формат и содержит множество информационных разр дов,
соответствующих переменным, хран щимс в запоминающем устройстве управл ющего
процессора. В табл.3 показано, каким образом 13 информационных разр дов могут
использоватьс дл представлени необходимых переменных дл рабочих параметров,
описанных выше.
Таблица 3
25
Разр ды
Параметр
Описание
0и1
Температура воды
00=холодна 01=тепла 10=83°С
11=93°С
2и3
Зар дка картриджа 00=быстра зар дка с замачиванием
01=быстра зар дка без замачивани 10=медленна зар дка с замачиванием
11=медленна зар дка без замачивани 30
4, 5, 6 и 7
Объем напитка
0000=50 мл
0001=60 мл
0010=70 мл
0011=80 мл
0100=90 мл
0101=100 мл
0110=110 мл
0111=130 мл
1000=150 мл
1001=170 мл
1010=190 мл
1011=210 мл
1100=230 мл
1101=250 мл
1110=275 мл
1111=300 мл
8, 9 и 10
Расход
000=30%
001=40%
010=50%
011=60%
100=70%
101=80%
110=90%
111=100%
11 и 12
Продувка
00=медленный поток/короткий период
01=медленный поток/длительный период
10=быстрый поток/короткий период
11=быстрый поток/длительный период
35
40
45
50
Код на картридже 1 или в нем будет обычно содержать один или несколько
дополнительных информационных разр дов дл контрол ошибок. В одном из примеров
примен етс 16-разр дный код. Например, использу переменные, перечисленные в
Страница: 20
RU 2 337 046 C2
табл.3, картридж 1, несущий код «1000100011110» будет иметь следующие рабочие
параметры:
5
10
температура воды 83°С
00
быстра зар дка с замачиванием
1000
объем выданного напитка 150 мл
111
Скорость потока 100%
10 быстра продувка воздухом/короткий период
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Таким образом, в отличие от предыдущих машин дл приготовлени напитков,
запоминающее устройство управл ющего процессора не хранит в себе рабочие команды
дл картриджей дл напитков, основанные на типе картриджа, т.е. команды дл картриджа
с кофе, команды дл картриджа с шоколадом, команды дл картриджа с чаем и т.д. Вместо
этого запоминающее устройство управл ющего процессора хранит переменные дл поправки отдельных рабочих параметров рабочего цикла. Это имеет р д преимуществ. Вопервых, может быть реализована высока степень контрол цикла выдачи. Например, дл различных сортов или смесей кофе могут использоватьс несколько различающиес рабочие параметры вместо использовани одних и тех же параметров дл всех видов
кофе. Прежние решени кодировани , основанные на инструкци х по хранению в
зависимости от типа картриджа, а не отдельных параметров, не подход т дл таких
тонких различий в рабочих циклах дл сходных видов напитка, поскольку они быстро
занимают имеющеес пространство пам ти в носителе кодировани управл ющего
процессора. Во-вторых, способ кодировани по изобретению позвол ет использовать
картриджи дл напитков нового типа в существующих машинах дл приготовлени напитков даже в случа х, когда рабочие параметры рабочего цикла нового картриджа 1
дл напитков определ ютс только после продажи машины 201 дл приготовлени напитков. Это св зано с тем, что управл ющему процессору машины 201 дл приготовлени напитков не требуетс распознавать, каким вл етс напиток нового типа.
Вместо этого устанавливают рабочие параметры рабочего цикла без непосредственного
упоминани типа напитка. Поэтому способ кодировани по изобретению обеспечивает
превосходную обратную совместимость машины дл приготовлени напитков с напитками
нового типа. В отличие от этого с прежними машинами изготовитель ограничен в
возможност х выдачи нового типа напитка с использованием одного из существующих
выдачных циклов, определ емых наход щимис на рынке машинами.
Картриджна головка 250 показана на Фиг.39-42. Держатель картриджа 251 в
картриджной головке 250 содержит неподвижную нижнюю часть 255, поворотную верхнюю
часть 256 и шарнирную опору картриджа 257, помещенную между неподвижной нижней
частью 255 и поворотной верхней частью 256. Верхн часть 256, нижн часть 255 и
опора картриджа 257 поворачиваютс вокруг общей шарнирной оси 258. Фиг.39-42
показывают держатель картриджа 251 с некоторыми компонентами машины 201,
опущенными дл сности.
Поворотна верхн часть 256 и шарнирна опора картриджа 257 перемещаютс относительно неподвижной нижней части 255 посредством зажимного приспособлени 280.
Зажимное приспособление 280 содержит зажимной рычаг, имеющий первый и второй
элементы или детали 281 и 282. Перва деталь 281 зажимного рычага содержит Uобразную ручку, шарнирно установленную на верхней части 256 в двух первых точках
поворота 283, по одной с каждой стороны держател картриджа 251.
Втора часть зажимного рычага содержит два смещенных от центра плеча 282, по
одному с каждой стороны держател картриджа 251, каждый из которых шарнирно
установлен на верхней части 256 во второй точке поворота 285, расположенной на
шарнирной оси 258, св зывающей верхнюю часть 256 с неподвижной нижней частью 255.
Каждое смещенное от центра плечо 282 вл етс возвратно-поступательным элементом,
который содержит цилиндр 282а, шток 282b и упругую гильзу 282с. Цилиндр 282а имеет
внутренний канал и установлен с возможностью вращени на один конец шарнирной оси
258. Первый конец штока 282b вставлен с возможностью скольжени в канал цилиндра
Страница: 21
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
282а. Противоположный конец штока 282b соединен с возможностью вращени с Uобразной ручкой 281 в третьей точке поворота 286. Третьи точки поворота 286 не
св заны с верхней частью 256 и нижней частью 255 и могут свободно перемещатьс относительно них. Упруга гильза 282с установлена снаружи на штоке 282b и
простираетс при использовании между опорными поверхност ми цилиндра 282а и штока
282b. Упруга гильза 282с воспринимает укорачивание смещенного от центра плеча 282 и
смещает плечо 282, раздвига его. Таким образом становитс возможным перемещение
третьих точек поворота 286 в направлении шарнирной оси 258 и от нее за счет
относительного перемещени штоков 282b в цилиндрах 282а. Упругие гильзы 282с
предпочтительно выполн ют из силикона.
U-образна ручка 281 проходит вокруг передней стороны держател картриджа 251 и
содержит два отход щие вниз зацепл ющих элемента 287, по одному с каждой стороны
держател картриджа 251, каждый из которых содержит криволинейную поверхность 288,
обращенную к шарнирной оси 258. Неподвижна нижн часть 255 держател картриджа
251 снабжена двум выступами 259, или стопорами, расположенными по одному на каждой
стороне нижней части 255 на ее переднем краю 260 или р дом с ним, будучи выровнены в
целом с зацепл ющими элементами 287.
Как показано на Фиг.39, U-образна ручка 281 может быть выполнена из одной
пластмассовой отливки, содержащей отвечающий требовани м эргономики ручной захват и
зацепл ющие элементы 287, образующие одно целое с ручкой.
Опора картриджа 257 установлена с возможностью вращени между верхней и нижней
част ми 255, 256 держател картриджа 251. Опора 257 снабжена по существу круглым
углублением 290, в которое при использовании помещают картридж 1 дл напитков.
Углубление 290 включает в себ неровность 291 дл помещени ручки 24 картриджа 1 дл напитков, котора служит также, чтобы не допустить вращени картриджа 1 дл напитков
в держателе картриджа 251. Опора картриджа 257 подрессорена относительно
неподвижной нижней части 255, так что в открытом положении, как показано на Фиг.41,
опора картриджа 257 отжимаетс из контакта с неподвижной нижней частью 255, так что
опора картриджа 257 выводитс из контакта со входным и выходным пробивными
элементами 254, 253. Опора картриджа 257 снабжена отверстием 292, предназначенным
дл помещени в него входного и выходного пробойников 253, 254 и головки 300 средства
распознавани картриджей 252, когда опора картриджа 257 переводитс в закрытое
положение.
Верхн часть 255 содержит по существу круглый элемент 310, вмещающее круглое
смотровое окно 312, через которое потребитель может наблюдать за картриджем 1 дл напитков во врем цикла выдачи и визуально провер ть, загружен ли картридж 1 в машину
201. Смотровое окно 312 вл етс чашеобразным и имеющим обращенный вниз обод 311,
который входит во взаимодействие и прижимает фланец 35 картриджа 1 дл напитков к
нижней части 256, когда держатель картриджа 251 закрыт. В то же врем окно 312
соприкасаетс с закрытым верхом 11 картриджа 1. Полосова пружина (не показана)
расположена между смотровым окном 312 и круглым элементом 310 так, чтобы позволить
смотровому окну 312 в небольшой степени аксиально перемещатьс относительно круглого
элемента 310. Давление, которое обод 311 прилагает к фланцу 35, а окно 312 - к
закрытому верху 11, обеспечивает создание непроницаемого дл текучей среды
уплотнени между картриджем 1 и держателем картриджа 251.
Нижн часть 255 содержит входной и выходной пробойники 253, 254 и головку 300
средства распознавани картриджей. Входной пробойник 253 содержит полую трубку 260
игольчатого типа с заостренным концом 261 дл пробивани при использовании
ламинированного материала 5 картриджа 1 дл напитков. Входной пробойник 253
сообщаетс с водным каналом 262, показанным Фиг.42, который проходит через нижнюю
часть 255 и соедин етс с выходным каналом 263 водонагревател 225. Выходной
пробойник 254 схож по типу с выходным пробойником, описанным в принадлежащих
за вителю Европейских патентах ЕР 0389141 и ЕР 0334572, и содержит цилиндр 264 с
Страница: 22
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
открытым концом, имеющий круглое или D-образное поперечное сечение, размеры
которого больше размеров выдачного патрубка 43. Дугообразный участок 265 верхнего
конца выходного пробойника 254 зазубрен, чтобы пробивать и в конечном счете прорезать
ламинированный материал картриджа 1 дл напитков. Остальна часть верхнего конца
срезана вдоль цилиндра по меньшей мере до основани зубцов 266 зубчатой части, чтобы
завернуть или отт нуть обрезанный ламинат 5 от выходного отверсти до начала выдачи
через него напитка. Выходной пробойник 254 пробивает ламинированный материал 5
снаружи относительно выдачного патрубка 43, и когда опора картриджа 257 находитс в
закрытом положении, располагаетс в кольце между выдачным патрубком 43 и наружной
стенкой 42 выдачной воронки 40. Выходной пробойник 254 отгибает и обрезает
ламинированный материал 105 в кольце. Таким образом и выходной пробойник 254, и
обрезанный ламинированный материал 105 убираютс с пути выдаваемого напитка.
Выходной пробойник 254 окружен заплечиком 254а, приподн тым относительно
окружающей поверхности на 0,5 мм.
Предпочтительно, выходной пробойник 254 может сниматьс с нижней части 255, чтобы
его можно было тщательно помыть, например, в посудомоечной машине. Съемный
выходной пробойник 254 вставл ют в углубление 267 в нижней части 255, где он садитс .
Входной пробойник 253 и/или выходной пробойник 254 могут быть изготовлены из металла,
такого как нержавеюща сталь, или из пластмассы. Предпочтительное использование
пластмассовых режущих элементов допускаетс ламинированным материалом 5, который
может быть пробит неметаллическим материалом. Следовательно, пробойники 253, 254
могут быть менее острыми, что снижает риск травмировани пользовател . Кроме того,
пластмассовые пробивные элементы не подвержены ржавению. Предпочтительно входной
пробойник 253 и выходной пробойник 254 выполнены в виде единого, цельного издели ,
съемного с нижней части 255.
При использовании верхн часть 256 держател картриджа 251 переводитс из
открытого положени , при котором она ориентирована вертикально или в направлении
вертикали, как показано на Фиг.36, в закрытое положение, при котором она
ориентирована по существу горизонтально и находитс во взаимозацеплении с
неподвижной нижней частью 255 и опорой картриджа 257. Верхн часть 256 переводитс из открытого в закрытое положение с помощью зажимного рычага, чтобы закрыть верхнюю
часть, пользователь берет зажимной рычаг за U-образную ручку 281 и т нет ее вниз. В
результате верхн часть 256 поворачиваетс , что приводит сначала обод 311 смотрового
окна 312 в соприкосновение с фланцем 35 картриджа дл напитков 1 в опоре картриджа
257, а само окно в соприкосновение с закрытым верхом 11 картриджа 1. Продолжение
поворота верхней части 256 поворачивает верхнюю часть 256 и опору картриджа 257 вниз,
до соприкосновени с нижней частью 255. Дальнейший поворот U-образной ручки 281
вызывает поворот U-образной ручки 281 относительно верхней части 256 и нижней части
255, вызыва зацепление зацепл ющих элементов 287 верхней части 256 за выступы 259
нижней части 255, когда криволинейна поверхность 288 скользит по выступам 259. Во
врем этой последней стадии вращени картридж 1 зажимаетс между опорой картриджа
257 и смотровым окном 312. В результате смотровое окно 312 перемещаетс аксиально
относительно круглого элемента 310 верхней части 256 против действи полосовой
пружины. Это перемещение позвол ет компенсировать отклонени в картридже 1 дл напитков и в машине дл приготовлени напитков, и гарантирует, что величина
сжимающего усили , приложенного к картриджу, удерживаетс в приемлемом диапазоне.
Усилие зажима механизма, см гченное действием полосовой пружины, оставл ет
давление зажима, действующее на картридж, равным от 130 до 280 Н. Предпочтительно
усилие составл ет приблизительно 200 Н. Усилие менее чем приблизительно 130 Н не
обеспечивает достаточного уплотнени , в то врем как усилие, превышающее
приблизительно 280 Н, ведет к разрушению пластмассы компонентов картриджа 1. При
закрывании картриджной головки нат гиваетс ламинированный материал 5 картриджа 1,
когда он входит в контакт с заплечиком 254а, окружающим выходной пробойник 254,
Страница: 23
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
который заставл ет ламинированный материал 5 отклонитьс от плоскости, поскольку
дальний конец наружной трубы 42 цилиндрической воронки перемещаетс вверх на 0,5 мм
относительно фланца 35. Это перемещение также гарантирует, что больша часть
сжимающего усили , приложенного к картриджу, действует через центральную часть
картриджа 1 через несущий нагрузку внутренний элемент 3. В закрытом положении
картридж 1 обжимаетс таким образом по фланцу 35 посредством обода 311 смотрового
окна 312 и прочно зажимаетс между закрытым верхом 11 картриджа и наружной трубой 42
внутреннего элемента 3 за счет контакта со смотровым окном 312 и заплечиком 254а. Эти
усили зажима позвол ют предотвратить разрушение картриджа 1 во врем повышени давлени , и гарантирует также, что внутренний элемент 3 и наружный элемент 2
полностью посажены один на другой, так что все внутренние каналы и отверсти сохран ют предназначенные им размеры даже во врем внутреннего повышени давлени .
Между первой и второй точками поворота 283, 285 держател картриджа 251 может
быть проведена воображаема базова лини . Как показано на Фиг.41, в открытом
положении третьи точки поворота 286 расположены со стороны базовой линии, ближайшей
к неподвижной нижней части 255. Когда верхн часть 256 достигает закрытого
положени , третьи точки поворота 286 зажимного рычага проход т через базовую линию,
соедин первые и вторые точки поворота 283 и 285 с противоположной стороной линии,
наиболее удаленной от неподвижной нижней части 255. В результате U-образна ручка 281
перещелкивает из первого стабильного положени во второе стабильное положение.
Перещелкивание выполн етс путем укорачивани смещенных от центра плеч 282 и
последующего сжати упругих гильз 282с. Как только третьи точки поворота 286 проход т
воображаемую базовую линию, возвращение упругих гильз 282с в исходное положение
ведет к продолжению перемещени третьих точек поворота 286 от воображаемой базовой
линии. Таким образом зажимной рычаг работает в бистабильном режиме, при котором
рычаг стабилен в открытом или закрытом положении, но не стабилен в точке, в которой
третьи точки поворота 286 лежат на воображаемой базовой линии, соедин ющей первые и
вторые точки поворота 283, 285. Таким образом, перещелкивание зажимного рычага
создает позитивный механизм закрывани , при котором на заключительных этапах
поворота зажимного рычага действие перещелкивани U-образной ручки 281 и вторых
рычагов 284 вводит зацепл ющие элементы 287 в плотное зацепление с выступами 259.
Кроме того, упругие гильзы 282с создают противодействие повторному открыванию
верхней части 256, поскольку требуетс минимальное усилие дл сжати гильз 282с,
достаточного дл перемещени третьих точек поворота 286 обратно на один уровень с
базовой линией, соедин ющей первые и вторые точки поворота 283, 285.
Преимущественно взаимозацепление зацепл ющих элементов 287 и выступов 289
предупреждает разделение верхней и нижней частей иначе, чем за счет поворота
зажимного рычага. Это позвол ет предотвратить открывание картриджной головки 250 в
процессе работы, когда картриджна головка 250 подвергаетс повышению внутреннего
давлени .
Средство 252 распознавани картриджа предназначено, чтобы позволить машине 201
распознавать тип вставленного картриджа 1 дл напитка и соответственно отрегулировать
один или несколько рабочих параметров. В типичном варианте выполнени средство 252
распознавани картриджа содержит оптическое средство считывани штрих-кода, которое
считывает отпечатанный штрих-код 320, помещенный на ламинированном материале 5
картриджа 1 дл напитков, как показано на Фиг.5. Штрих-код 320 образован множеством
контрастных штрихов. Предпочтительно дл максимизации контраста штрихи делают
черными на белом фоне. Не требуетс , чтобы штрих-код 320 согласовывалс с
опубликованным стандартом, но возможно использование стандартного формата дл штрих-кодов, такого как EAN-13, UPC-A или Interleaf 2 из 5. Оптическое средство
считывани штрих-кода содержит один или несколько светодиодов 321 дл освещени штрих-кода 320, фокусирующую линзу 322 дл получени изображени штрих-кода, прибор
Страница: 24
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
с зар довой св зью (ПЗС) 323 дл получени электрического сигнала, представл ющего
полученное изображение, а также схему питани светодиодов и ПЗС. Пространство в
нижней части, предназначенное дл размещени устройства считывани штрих-кода,
ограничено. Зеркальце или зеркальца 324 могут использоватьс дл отражени света от
светодиодов 321 на фокусирующую линзу, котора не располагаетс в нижней части 255.
Схематическа компоновка показана на Фиг.44а и 44b. Нижн часть 255 содержит
отверстие 326, которое имеет такие же размеры, как и штрих-код 320 на картридже 1 дл напитков. В процессе использовани электрические сигналы декодируютс программой
обработки сигналов и полученные результаты направл ютс в управл ющий процессор.
Программа может распознавать, не содержит ли считывание штрих-кода ошибок. Штрихкод 320 можно повторно сканировать несколько раз перед тем, как потребителю будет
направлено сообщение об ошибке. Если машина 201 не способна считать штрих-код,
потребитель может использовать картридж 1 дл напитков дл выдачи напитка в ручном
режиме работы.
Картриджна головка 250 включает также в себ датчик картриджа, предназначенный,
чтобы определ ть, присутствует ли картридж в держателе картриджа 251.
Картриджна головка включает также в себ датчик запора, который определ ет,
должным ли образом закрыт держатель 251 картриджа. Предпочтительно датчик запора
содержит микропереключатель, который срабатывает после того, как закрываетс и
запираетс держатель картриджа 251. Предпочтительно датчик картриджа и датчик запора
соединены последовательно, так что перед тем, как может быть начат цикл выдачи,
выходные сигналы обоих датчиков должны быть удовлетворительными, т.е. указывать на
наличие картриджа и то, что механизм заперт.
Эксплуатаци машины 201 предусматривает установку картриджа 1 дл напитков в
картриджную головку 250, выполнение цикла выдачи, при котором происходит выдача
напитка, и извлечение картриджа 1 из машины.
Работа машины 201 определ етс программой, установленной в управл ющем
процессоре. Работа машины может быть описана в терминах «состо ни », когда машина
нормально находитс в определенном состо нии до тех пор, пока не произойдет событие,
мен ющее состо ние, шаг, который называетс сменой состо ни .
В табл.4 показана Таблица смены состо ний, котора иллюстрирует состо ни и смену
состо ний дл одного варианта выполнени машины 201 дл приготовлени напитков.
Таблица 4
Состо - Описание
ние
состо ни Температура
Датчик
запора
выше или равна
85, перейти к 2
Закрыт:[датчик Н.св.
картриджа=
readpod ()]
Открыт:
[датчик
картриджа=
CLR]
35
1
НАГРЕВ ВОДЫ
40
Указатель Расход
уровн воды
воды
Пуск/
Остановка
Низкий,
Н.св.
перейти к
10
Не работает
2
ВОДА ГОТОВА
при перерыве
10 мин
перейти к 9
ниже 85, перейти Закрыт:[датчик Датчик
Низкий,
Н.св.
к2
картриджа=
картриджа=ОК, перейти к
readpod ()]
перейти к 4
10
Открыт:
Датчик
[датчик
картриджа=
картриджа=
NOK, перейти к
CLR]
3
Не работает
3
ГОТОВНОСТЬ
К АВТОМАТИЧЕСКОМУ
ПРИГОТОВЛЕНИЮ НАПИТКА
н.св.
[температуру
контролируют при
подготовке]
Открыт:
[датчик
картриджа=
CLR]
перейти к 2
Н.св.
Низкий,
Н.св.
перейти к
10
Перейти к 5
4
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО
ПРИГОТОВЛЕНИЯ НА-ПИТКА
[Состо ние выполнени приготовлени ] перейти к 7
н.св.
[температуру
контролируют при
подготовке]
Открыт:
[датчик
картриджа=
CLR]
перейти к 10
Н.св.
Низкий,
нет
Вода
перейти к потока,
отсутствует,
10
перейти к перейти к 6
10
45
50
Переменна датчика
картриджа
(OK, NOK,
CLR)
Страница: 25
RU 2 337 046 C2
5
50
Н.св.
Низкий,
Н.св.
перейти к
10
[Вода
включена]
перейти к 8
Н.св.
Низкий,
нет
Выпуск,
перейти к потока,
перейти к 7
10
перейти к
10
8
ПРОДУВКА[Удаление воды;
н.св.
поступление воздуха, перерыв n сек и [температуру
затем перейти к 9]
контролируют при
подготовке]
Открыт:
[датчик
картриджа=
CLR]
перейти к 10
Н.св.
Не
Н.св.
работает
Не
работает
9
ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЗАКОНЧЕНО
[Продувка воздухом][Датчик картриджа
= CLR]при перерыве 10 мин перейти к
2
н.св.
Открыт,
[температуру
перейти к 2
контролируют при
подготовке]
Н.св.
Низкий,
Н.св.
перейти к
10
Перейти к 9
10
В ГОТОВНОСТИ
н.св.
[выключен
нагреватель]
Открыт:
[датчик
картриджа=
CLR]
перейти к 1
Закрыт:
[датчик
картриджа=
readpod ()]
Н.св.
Низкий,
Н.св.
перейти к
10
Перейти к 1
Н.св.
Н.св.
Н.св.
Н.св.
12
45
Открыт:
[датчик
картриджа=
CLR]
перейти к 2
Открыт:
[датчик
картриджа=
CLR]
перейти к 10
25
40
перейти к 5
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ н.св.
НАПИТКА
[температуру
ВРУЧНУЮ
контролируют при
подготовке]
11
35
Низкий,
Н.св.
перейти к
10
7
20
30
Н.св.
ГОТОВНОСТЬ
К ПРИГОТОВЛЕНИЮ
НАПИТКА ВРУЧНУЮ
10
н.св.
[температуру
контролируют при
подготовке]
Открыт:
[датчик
картриджа=
CLR]
перейти к 10
6
5
15
ПРИОСТАНОВКА ПРИГОТОВЛЕНИЯ н.св.
[температуру
контролируют при
подготовке]
ОШИБКА
Н.св.
Дл вы снени требуетс выключить и
включить питание
НИЗКИЙ УРОВЕНЬ ВОДЫ
Н.св.
Низкий,
перейти к
10
Следующий пример иллюстрирует цикл выдачи с целью привести пример смены
состо ний управл ющим процессором.
Предполагаетс , что сначала машина 201 отключена, а в картриджной головке 250
отсутствует картридж 1. Когда машина 201 включена, управл ющий процессор находитс в
состо нии 1. Водонагреватель 235 включен. Как только температура достигает 85°С,
управл ющий процессор переходит в состо ние 2. Когда в любой момент при состо нии 1
или 2 держатель картриджа 251 закрываетс , срабатывает датчик запора, который
посылает управл ющему процессору сигнал о том, что держатель картриджа 251 должным
образом закрыт. Затем управл ющий процессор запрашивает датчик картриджа,
соответствующей командой. Датчик картриджа возвращает сигнал на управл ющий
процессор, указыва , находитс ли картридж на месте в держателе картриджа 251. При
отсутствии картриджа управл ющий процессор переходит в состо ние 3, в котором он
остаетс в состо нии готовности до тех пор, пока держатель картриджа 251 не откроетс повторно, и в этот момент управл ющий процессор переходит обратно в состо ние 2. Если
в состо нии 2 присутствует картридж, управл ющий процессор переходит в состо ние 4 и
работа начинаетс автоматически. При состо ни х 4-9 температуру воды контролируют при
подготовке, таким образом, чтобы она оставалась в требующемс диапазоне нужной
температуры, установленном рабочими параметрами, заданными штрих-кодом картриджа 1
дл напитков. После завершени стадии выдачи при выдаче в состо нии 8 начинаетс продувка воздухом. После завершени продувки воздухом завершаетс рабочий цикл и
машина переходит в режим готовности в состо нии 10. Если в процессе работы случаетс ошибка, процессор переходит в состо ние 11. При обнаружении низкого уровн воды
процессор переходит в состо ние 12.
Дл того чтобы вставить картридж 1, держатель картриджа 251 открываетс так, как
описано выше, чтобы открыть опору 257 картриджа. Затем картридж 1 помещают на опору
257 картриджа, вставленную в углубление 290, так что ручка 24 картриджа располагаетс Страница: 26
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
в неровности 291. Оптический или магнитный штрих-код 320 картриджа 1 расположен
непосредственно над отверстием 326 в опоре картриджа 257. Держатель картриджа 251
затем закрывают с помощью зажимного рычага так, как описано выше. При закрывании
входной и выходной пробойники 253, 254 пробивают ламинированный материал 5
картриджа 1, образу вход 121 и выход 122 картриджа. Следует отметить, что пробойники
253, 254 остаютс неподвижными во врем работы, и этот картридж 1 движетс относительно пробойников. Как описано выше, ламинированный материал 5, прорезанный
выходным пробойником 254, заворачиваетс в кольцо, окружающее выдачной патрубок 43.
Будучи закрыт, держатель картриджа 251 зажимает картридж 1 по ободу 35 между опорой
257 картриджа и верхней частью 256 и между окном 311 и верхом 11 картриджа 1 дл образовани непроницаемого дл текучей среды уплотнени достаточной целостности,
способного противосто ть давлени м, возникающим во врем рабочего цикла.
Дл начала рабочего цикла потребитель пользуетс кнопкой пуска/остановки 241.
Рабочий цикл содержит операции распознавани картриджа и цикл выдачи.
Распознавание картриджа осуществл етс оптическим средством 252 распознавани картриджа так, как описано выше, при условии, что выходные сигналы датчика картриджа
и датчика запора удовлетворительны. Сразу после декодировани штрих-кода 320
управл ющий процессор уточн ет рабочие параметры машины 201. Затем автоматически
начинаетс цикл выдачи.
Цикл выдачи содержит четыре основные стадии, не все из которых используютс дл всех типов напитков:
(i) Предварительное смачивание
(ii) Пауза
(iii) Приготовление/смешивание
(iv) Продувка
На стадии предварительного смачивани картридж 1 заправл ют водой из резервуара
220 дл хранени воды с помощью вод ного насоса 230. Заправка водой вызывает
смачивание ингредиентов 200 напитка, наход щихс в фильтровальной камере 130.
Заправка может иметь место при «быстром» расходе в 600 мл/мин, или при «медленном»
расходе в 325 мл/мин. Медленный расход при заправке особенно полезен в случае
картриджей, содержащих в зкие жидкие ингредиенты напитка, когда ингредиенты требуют
некоторого разбавлени до того, как их можно будет перекачивать с более высоким
объемным расходом. Объем воды, впрыснутой в картридж 1, подбирают таким образом,
чтобы гарантировать, что вода или напиток не будут стекать из выхода 122 картриджа во
врем этой стадии.
Стади паузы позвол ет ингредиентам 200 напитка пропитатьс водой, впрыснутой на
стадии предварительного смачивани , в течение установленного периода времени.
Известно, что и стади предварительного смачивани , и стади паузы способствуют
повышению выхода извлекаемых веществ из ингредиентов 200 напитка и дл улучшени вкуса напитка. Предварительное смачивание и пропитывание особенно необходимо в том
случае, когда ингредиентами напитка вл етс обжаренный и молотый кофе.
На стадии приготовлени /смешивани воду пропускают через картридж 1, чтобы
получить напиток из ингредиентов 200 напитка. Температуру воды определ ет
управл ющий процессор, который направл ет водонагревателю 225 команды на нагрев
воды, проход щей от вод ного резервуара 220 до картриджной головки 250. Вода
поступает в нижнюю часть 255 держател картриджа 251 через канал 262 посредством
входного клапана и входного пробойника 253 во входную камеру 126 картриджа 1 дл напитков. Приготовление и/или смешивание и последующа выдача напитка из картриджа
1 дл напитков соответствует описанному выше со ссылкой на варианты картриджа 1 дл напитков.
Продувка воздухом предусматривает подачу сжатого воздуха в машину дл приготовлени напитков и через картридж 1 дл напитков, чтобы гарантировать, что весь
напиток выдан, и что путь потока очищен и готов к выдаче другого напитка. Продувка
Страница: 27
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
воздухом не начинаетс сразу же после прекращени стадии приготовлени /смешивани ,
чтобы позволить большей части текучей среды покинуть путь потока. Это предотвращает
неприемлемый скачок внутреннего давлени при начале продувки воздухом.
При нормальной работе пользователь вручную останавливает машину 201 с помощью
кнопки 241 пуска/остановки.
После завершени рабочего цикла потребитель извлекает картридж 1 из держател картриджа 251 и вручную удал ет картридж и выбрасывает его в отходы. С другой
стороны, машина 201 может быть снабжена автоматическим эжекторным механизмом дл автоматического удалени картриджа при открывании держател картриджа 251.
Врем выдачи напитков с использованием машины 201 и картриджей 1 обычно
составл ет от 10 до 120 секунд, предпочтительно 30-40 секунд дл обжаренного и
молотого кофе, от 5 до 120 секунд, предпочтительно от 10 до 20 секунд дл шоколада и
от 5 до 120 секунд, предпочтительно от 10 до 20 секунд дл молока.
Машина 201 может также предпочтительно содержать запоминающее устройство,
наход щеес в оперативной св зи с управл ющим процессором, которое хранит
информацию о типе напитка, выдаваемого пользователем. Рабочий цикл машины 201
может быть затем поправлен дл следующего картриджа 1. Это особенно удобно в тех
случа х, когда два или более картриджа используютс последовательно дл получени напитка. Например, возможна выдача кофейного картриджа, за которым следует молочный
картридж дл получени напитка капуччино. С другой стороны, возможно использование
шоколадного картриджа, за которым следует молочный картридж дл получени густого
гор чего шоколадного напитка. Путем использовани запоминающего устройства,
хран щего информацию о первом выдаваемом напитке, можно изменить характер выдачи
второго картриджа, например молочного картриджа, с целью получени оптимального
напитка. В приведенном выше примере молоко, которое выдают дл гор чего шоколада,
может обычно быть разбавлено в меньшей степени, чем молоко, добавл емое к кофе.
Кроме того, молоко, выдаваемое дл шоколада, может выдаватьс с более медленной
скоростью с целью уменьшить степень вспенивани напитка. Специалисту в данной
области техники должна быть очевидна возможность многих комбинаций картриджей и
рабочих параметров. Кроме того, запоминающее устройство может использоватьс , чтобы
позвол ть машине «предсказывать» тип напитка, который пользователь захочет выдавать
следующим. Например, если пользователь предпочитает напиток одного вида, машина
может дать команду водонагревателю сохран ть температуру, оптимальную дл напитка
этого типа.
35
40
45
50
Формула изобретени 1. Картридж, содержащий один или несколько ингредиентов напитка, и выполненный из
по существу воздухо- и водонепроницаемых материалов, причем картридж образует
камеру дл хранени , вмещающую один или несколько ингредиентов напитка, и
коллекторную камеру, продолжающуюс по существу непрерывно вокруг периферии
камеры дл хранени , причем картридж содержит отверстие, через которое один или
несколько ингредиентов могут быть помещены в камеру дл хранени , при этом отверстие
закрыто крышкой, имеющей первый участок, накрывающий коллекторную камеру, и второй
участок, накрывающий камеру дл хранени , причем первый участок крышки вл етс протыкаемым при использовании, чтобы принимать поступающий поток водной среды в
коллекторную камеру, и крышка вл етс протыкаемой, чтобы выпускать поток напитка,
образованного при взаимодействии водной среды и одного или нескольких ингредиентов
напитка в камере дл хранени .
2. Картридж по п.1, который содержит также выдачную камеру, которую накрывает
третий участок крышки, который вл етс протыкаемым, чтобы пропускать вытекающий
поток напитка, образованного за счет взаимодействи водной среды и одного или
нескольких ингредиентов напитка в камере дл хранени .
3. Картридж по п.2, в котором выдачна камера содержит выдачной патрубок.
Страница: 28
CL
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
4. Картридж по любому предшествующему пункту, в котором коллекторна камера и
камера дл хранени разделены перегородкой, котора содержит одно или несколько
отверстий.
5. Картридж по п.4, в котором размеры указанных отверстий выбраны так, чтобы
преп тствовать прохождению одного или нескольких ингредиентов напитка из камеры дл хранени в коллекторную камеру.
6. Картридж по п.5, в котором коллекторна камера по меньшей мере частично
охватывает камеру дл хранени .
7. Картридж по п.6, в котором коллекторна камера по существу окружает камеру дл хранени .
8. Картридж по п.4, в котором указанные отверсти выполнены по существу вдоль всего
перехода между коллекторной камерой и камерой дл хранени .
9. Картридж по п.8, в котором ширина указанных отверстий составл ет от 0,25 до 0,35
мм.
10. Картридж по п.9, в котором длина указанных отверстий составл ет от 1,4 до 1,8 мм.
11. Картридж по п.10, в котором выполн ют от 20 до 40 отверстий.
12. Картридж по п.11, в котором коллекторна камера содержит входной участок, в
который поступает водна среда, причем входной участок сообщаетс с остальной частью
коллекторной камеры через одно или несколько отверстий.
13. Картридж по п.12, в котором указанный входной участок вл етс круглым.
14. Картридж по п.2, в котором камера дл хранени и выдачна камера разделены
внутренним элементом.
15. Картридж по п.14, в котором внутренний элемент содержит одно или несколько
отверстий.
16. Картридж по п.14 или 15, в котором внутренний элемент содержит фильтр дл предотвращени прохождени одного или нескольких ингредиентов напитка из камеры дл хранени в выдачную камеру, пропуска при этом напиток.
17. Картридж по п.16, в котором крышка соединена с наружным элементом и внутренним
элементом.
18. Картридж по п.17, в котором крышка соединена с наружным элементом по
периферии картриджа, и крышка соединена с внутренним элементом по центру картриджа
или р дом с ним.
19. Картридж по п.18, в котором крышка соединена с выдачной воронкой внутреннего
элемента.
20. Картридж по п.19, в котором наружный элемент имеет более высокую жесткость чем
крышка.
21. Картридж по п.20, в котором место протыкани крышки с целью пропускани поступающего и вытекающего потока расположено так, что водна среда, проход ща через картридж, движетс в общем внутрь от входа к выходу.
22. Картридж по п.21, в котором картридж имеет такую форму, что водна среда
проходит через камеру дл хранени в общем направлении вверх.
23. Кассета картриджей по п.22, у каждого из которых выход в процентах напитка,
произведенного из одного или нескольких ингредиентов напитка, содержащихс в
картридже, вл етс посто нным в пределах стандартных отклонений в 1,0.
24. Способ использовани картриджа по п.22, в котором картридж смещают
относительно одного или нескольких неподвижных пробивных элементов, чтобы
образовать вход в картридж или выход из него.
25. Картридж, содержащий один или несколько ингредиентов напитка и выполненный из
по существу воздухо- и водонепроницаемых материалов, причем картридж образует
камеру дл хранени , содержащую один или более ингредиентов напитка, при этом
картридж содержит также крышку, причем картридж выполнен таким образом, что крышка
вл етс протыкаемой при использовании, когда картридж имеет горизонтальную
ориентацию, чтобы обеспечить как втекание, так и вытекание водной среды дл Страница: 29
RU 2 337 046 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
образовани напитка за счет взаимодействи водной среды и указанных одного или более
ингредиентов напитка в камере дл хранени , при втекании водной среды в коллекторную
камеру и вытекании напитка из центральной выдачной камеры, причем камера дл хранени , содержаща один или более ингредиентов, отделена от указанной коллекторной
камеры и указанной выдачной камеры.
26. Картридж, содержащий один или несколько ингредиентов напитка и выполненный из
по существу воздухо- и водонепроницаемых материалов, причем картридж образует
камеру дл хранени , содержащую один или более ингредиентов напитка, коллекторную
камеру, отверстие, через которое указанные один или более ингредиентов могут быть
помещены в камеру дл хранени , причем указанное отверстие закрыто крышкой,
имеющей первый участок, расположенный поверх коллекторной камеры, и второй участок,
расположенный поверх камеры дл хранени , при этом первый участок крышки вл етс протыкаемым при использовании, чтобы позволить втекание водной среды в коллекторную
камеру, и крышка вл етс протыкаемой при использовании дл выпускани напитка,
образованного за счет взаимодействи водной среды и указанных одного или более
ингредиентов напитка в камере дл хранени ; при этом коллекторна камера содержит
входной участок, в который вводитс водна среда, сообщенный с остальной коллекторной
камерой посредством одного или более отверстий, причем указанный входной участок
вл етс круглым.
27. Картридж, содержащий один или несколько ингредиентов напитка и выполненный из
по существу воздухо- и водонепроницаемых материалов, причем картридж образует
камеру дл хранени , содержащую один или более ингредиентов напитка, коллекторную
камеру, отверстие, через которое указанные один или более ингредиентов могут быть
помещены в камеру дл хранени , причем указанное отверстие закрыто крышкой,
имеющей первый участок, расположенный поверх коллекторной камеры, и второй участок,
расположенный поверх камеры дл хранени , при этом первый участок крышки вл етс протыкаемым при использовании, чтобы позволить втекание водной среды в коллекторную
камеру, и крышка вл етс протыкаемой при использовании дл выпускани напитка,
образованного за счет взаимодействи водной среды и указанных одного или более
ингредиентов напитка в камере дл хранени ; выдачную камеру, поверх которой находитс третий участок крышки, протыкаемый при использовании дл выпускани напитка,
образованного за счет взаимодействи водной среды и указанных одного или более
ингредиентов напитка в камере дл хранени ; причем камера дл хранени и выдачна камера отделены друг от друга внутренним элементом, содержащим фильтр, имеющий
одно или более отверстий, которые предотвращают выход указанного одного или более
ингредиентов напитка из камеры дл хранени в выдачную камеру, но при этом пропускают
напиток, при этом крышка присоединена к наружному элементу вокруг периферии
картриджа и к внутреннему элементу в центре и вблизи центра картриджа.
28. Картридж по п.27, в котором крышка присоединена к выдачной воронке внутреннего
элемента.
45
50
Страница: 30
RU 2 337 046 C2
Страница: 31
DR
RU 2 337 046 C2
Страница: 32
RU 2 337 046 C2
Страница: 33
RU 2 337 046 C2
Страница: 34
RU 2 337 046 C2
Страница: 35
RU 2 337 046 C2
Страница: 36
RU 2 337 046 C2
Страница: 37
RU 2 337 046 C2
Страница: 38
RU 2 337 046 C2
Страница: 39
RU 2 337 046 C2
Страница: 40
RU 2 337 046 C2
Страница: 41
RU 2 337 046 C2
Страница: 42
RU 2 337 046 C2
Страница: 43
RU 2 337 046 C2
Страница: 44
RU 2 337 046 C2
Страница: 45
RU 2 337 046 C2
Страница: 46
RU 2 337 046 C2
Страница: 47
лени напитков даже в случа х, когда рабочие параметры рабочего цикла нового картриджа 1
дл напитков определ ютс только после продажи машины 201 дл приготовлени напитков. Это св зано с тем, что управл ющему процессору машины 201 дл приготовлени напитков не требуетс распознавать, каким вл етс напиток нового типа.
Вместо этого устанавливают рабочие параметры рабочего цикла без непосредственного
упоминани типа напитка. Поэтому способ кодировани по изобретению обеспечивает
превосходную обратную совместимость машины дл приготовлени напитков с напитками
нового типа. В отличие от этого с прежними машинами изготовитель ограничен в
возможност х выдачи нового типа напитка с использованием одного из существующих
выдачных циклов, определ емых наход щимис на рынке машинами.
Картриджна головка 250 показана на Фиг.39-42. Держатель картриджа 251 
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
1 619 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа