Заварочный модуль - RU2663405C2
Код документа: RU2663405C2
Чертежи
Описание
Предлагаемое изобретение относится к экстрагирующим устройствам для приготовления напитков или подобных продуктов из содержащегося в капсуле материала для экстракции, например, молотого кофе. В частности, предлагаемое изобретение относится к заварочному модулю для экстрагирующего устройства, а также к экстрагирующему устройству с таким заварочным модулем.
Экстрагирующие устройства для приготовления напитков или подобных продуктов из содержащегося в порционной упаковке материала для экстракции известны, среди прочего, как кофемашины или эспрессо-машины. Во многих соответствующих системах порционные упаковки конструктивно выполнены в виде капсул, в которых материал для экстракции герметически упакован, например, воздухонепроницаемым образом. Для экстракции капсулу прокалывают, например, на двух противоположных друг другу сторонах. При этом с первой стороны вводят экстрагирующую текучую среду - как правило, горячую воду. Со второй стороны из капсулы выпускают продукт экстракции. Данные действия выполняют в так называемом заварочном модуле. Этот модуль содержит заварочную камеру, в которую принимается капсула. Наиболее распространены заварочные модули, в которые загружают капсулу и закрывают заварочную камеру, например, посредством управляющей рукоятки, причем при повторном открытии заварочной камеры после операции заварки происходит автоматическое удаление капсулы из заварочной камеры и ее выгрузка в контейнер для капсул. Эти заварочные модули с автоматической выгрузкой капсулы в целом конструктивно выполнены в виде горизонтальных заварочных модулей, то есть капсулу загружают сверху, при этом закрытие заварочной камеры является горизонтальным относительным перемещением двух частей заварочной камеры, заварочная текучая среда течет по существу горизонтально и контейнер для капсулы расположен под заварочной камерой.
В заварочных модулях данного типа необходимо гарантировать, что загруженная капсула удерживается до закрытия заварочной камеры, и что при этом капсула упадет вниз, когда заварочная камера будет повторно открыта после процесса заваривания. В WO 2008/014830 раскрыт возможный способ того, как это может быть реализовано в основном для капсул чашеобразной формы с выступающим в поперечном направлении кольцевым выступом. Заварочный модуль, описанный в указанном документе, содержит боковые держатели на части заварочного модуля. При этом в держателях образованы первый и второй направляющие пазы. При загрузке указанный кольцевой выступ направляется на обеих сторонах первыми направляющими пазами, причем данные первые направляющие пазы содержат снизу ограничение, посредством которого загруженная капсула останавливается. При закрытии заварочной камеры держатели поворачиваются в сторону таким образом, что их соединение с кольцевым выступом капсулы полностью освобождается. В данном состоянии капсула удерживается посредством ее удержания в конструкции чашеобразной формы другой части заварочного модуля. При повторном открытии заварочной камеры держатели поворачиваются обратно вовнутрь, снова входят в зацепление с капсулой и действуют в качестве возвратных средств посредством того, что возвратный выступ перемещает кольцевой выступ капсулы во вторые направляющие пазы. Данные пазы открыты снизу, поэтому капсула падает вниз, как только заварочная камера оказывается полностью открытой.
Это решение требует наличия относительно явно выраженного бокового кольцевого выступа, и кроме этого является относительно дорогостоящим для реализации.
ЕР 2105074 описывает заварочный модуль с блоком позиционирования, который также содержит удерживающие зажимы с направляющими пазами, соединенные с одной частью заварочного модуля и перемещаемые совместно с ней, посредством которых кольцевой выступ капсулы направляется в поперечном направлении при загрузке. Таким образом, направляющие пазы образуют направляющий канал, который сужается книзу и на нижнем конце выполнен зажимающим. При закрытии заварочной камеры кольцевой выступ сталкивается с удерживающим краем другой части заварочного модуля и, в результате, он сгибается или сминается и, таким образом, высвобождается из направляющих пазов. При открытии заварочной камеры после операции заварки поднутрение удерживающих зажимов способствует выгрузке капсулы.
Данное решение также требует наличия относительно явно выраженного бокового кольцевого выступа, который, кроме того, должен быть выполнен деформируемым в осевом направлении. Таким образом, это решение не подходит для всех типов капсулы.
Исходя из уровня техники в предлагаемом изобретении поставлена задача создания такого заварочного модуля для экстрагирующего устройства, например, кофейной машины, для порционного приготовления напитка или другого продукта экстракции из упакованного в капсуле материала для экстракции, в котором устранены недостатки существующих заварочных модулей, а также будет обеспечена простая и компактная конструкции, также как и значительная гибкость в отношении конструкции капсулы. Заварочный модуль должен быть пригодным, в частности, для горизонтальной установки и, предпочтительно, также для больших давлений заварки свыше 10 бар, например до 20 бар, причем не исключаются также значительно меньшие давления заварки, например около 1 бар.
В соответствии с первым аспектом заварочный модуль содержит первую часть заварочного модуля и вторую часть заварочного модуля, подвижную относительно первой части, причем первая и вторая части заварочного модуля образуют выпускное устройство для выпуска продукта экстракции из капсулы, и впрыскиватель для ввода экстрагирующей текучей среды в капсулу, - например, первая часть заварочного модуля представляет собой выпускное устройство, а вторая часть заварочного модуля - впрыскиватель, или наоборот. В закрытом положении (когда первая и вторая части заварочного модуля, например, находятся "вместе") образуется заварочная камера, которая по меньшей мере частично окружает капсулу при операции заваривания.
Для обеспечения открытия и закрытия заварочной камеры вторая часть заварочного модуля линейно подвижна относительно первой части заварочного модуля вдоль осевого направления, то есть линейно или по существу линейным способом. Однако не исключен поворот частей заварочного модуля относительно друг друга, но в целом не является необходимым. В частности, в вариантах осуществления предлагаемого изобретения при закрытии заварочной камеры капсула слабо проворачивается. В одном из них может быть обеспечено отсутствие наклона капсулы при закрытии, то есть при закрытии заварочной камеры ориентация капсулы остается по существу неизменной.
Первая часть заварочного модуля содержит головку с боковыми направляющими (капсулу) средствами. Данные средства закреплены на головке и связаны с ней. Боковые направляющие средства образуют по существу вертикальная первая канавка (дорожка) для кольцевого выступа капсулы, образованного например, сварочным швом или аналогичным образом. В каждом случае направляющие средства содержат, в верхней части первой канавки, первое удерживающее устройство, которое препятствует перемещению кольцевого выступа из первой канавки вовнутрь. Первая часть заварочного модуля образует также опорный элемент, образованный в направлении загрузки под указанной канавкой и выполненный для предотвращения падения капсулы вниз при направлении кольцевого выступа капсулы вдоль первой канавки. Первая канавка может быть образована, например, посредством первого направляющего паза. Упомянутый опорный элемент может быть образован ограничением снизу первого направляющего паза или в целом первой канавки.
В данном тексте термины "внутрь" и "наружу" в целом относятся к осевым направлениям к центру заварочной камеры или от него, соответственно. Осевые направления представляют собой направления вдоль по существу горизонтальной оси "впрыскиватель - выпускное устройство", которая также может соответствовать оси капсулы. Термины "радиально внутрь" и "радиально наружу" ссылаются на радиально-горизонтальные направления в отношении этих осей. "Наверх" и "вниз" обозначают соответствующие вертикальные направления, обусловленные предполагаемым использованием заварочного модуля, при котором кофейная машина с заварочным модулем размещена на горизонтальной поверхности.
Кольцевой выступ капсулы может представлять собой, например, обычную, явно выраженный, периферийный кольцевой выступ, который выступает из одной из торцевых поверхностей капсулы. Однако данный выступ может быть менее явно выражен в соответствии с другой формой капсулы и, например, образован в виде круговой границы лицевой поверхности сварного шва или валика сварного шва, - как, например, кольцевой выступ капсулы, согласно WO 2010/118543.
Вторая часть заварочного модуля содержит возвратные средства, которые принимают кольцевой выступ при открытии заварочной камеры (то есть когда первая и вторая части заварочного модуля раздвигаются) для перемещения данного кольцевого выступа во вторую канавку посредством этого открывающего движения.
Боковые направляющие средства могут быть, например, связаны прочно и жестко с указанной головкой, то есть по существу неподвижно относительно данной головки. Это может быть особо благоприятным в отношении изготовления и технического обслуживания. При этом боковые направляющие средства остаются неподвижными в боковом направлении относительно головки, например в течение всего процесса заварки. Кроме того, во время процесса заварки боковые направляющие средства остаются, например, в контакте с капсулой. При вытеснении из первой канавки и, в зависимости от конкретного случая, при прохождении по первой канавке во вторую канавку, капсула немного деформируется, например, вследствие радиальной деформации. В частности, жесткий, например, сам по себе вследствие своей формы кольцевой выступ может быть выдавлен с легкостью в радиальном внутреннем направлении.
Однако, боковые направляющие средства также могут отклоняться (немного) наружу, противодействуя усилию пружины. Отклонение боковых направляющих средств может компенсировать отклонение капсулы или дополнять его при вытеснении капсулы относительно боковых направляющих средств.
Дополнительно или в качестве варианта, возвратные средства могут оставаться в зацеплении с капсулой во время процесса заварки. Кольцевой выступ капсулы в течение процесса заварки, например, может таким образом находиться в приемнике, образованном возвратными средствами, с которым кольцевой выступ также перемещается совместно в течение последующего открытия заварочной камеры и до попадания во вторую канавку.
Как и боковые направляющие средства, возвратные средства также могут не быть подвижными в боковом направлении, а быть жестко зафиксированными на корпусе второй части заварочного модуля. Однако независимо от возможности отклонения боковых направляющих средств, возможно, что возвратные средства могут отклоняться радиально, противодействуя усилию пружины.
Направляющие средства могут быть расположены, например, с двух сторон капсулы вилообразно и каждый содержать приемник для кольцевого выступа капсулы. При этом каждое боковое направляющее средство содержит, например, две части направляющего средства, между которыми возвратные средства входят в зацепление, в условиях, когда заварочная камера закрыта, и/или возвратные средства входят в зацепление с капсулой сверху и снизу.
В варианте с заварочной камерой, полностью замыкающей капсулу, внутреннее пространство заварочной камеры образовано окружающими элементами первой и второй частей заварочной камеры, например, в зависимости от конкретного случая включать в себя уплотнительную прокладку. Боковые направляющие средства и/или возвратные средства располагаются внутри заварочной камеры, как и имеющаяся при определенных условиях уплотнительная прокладка для капсулы, в условиях закрытости заварочной камеры.
Данный подход отличается от уровня техники, в соответствии с которым средства, удерживающие капсулу в промежуточном положении после загрузки, должны быть удалены, например, посредством поворотного перемещения наружу или вниз при закрытии заварочной камеры. Предлагаемый в заявляемом изобретении подход позволяет, таким образом, конструкцию с минимумом подвижных частей, что является благоприятным как относительно надежности, так и относительно затрат на изготовление.
Кольцевой выступ капсулы может быть перемещен наружу из первой канавки посредством второй части заварочного модуля, то есть по направлению к головке первой части заварочного модуля, при закрытии заварочной камеры. В данном положении для заварки, еще до процесса заварки или вследствие внутреннего давления, возникшего во время процесса заварки в капсуле, происходит прокалывание капсулы перфорирующими элементами первой части заварочного модуля. Затем при открытии заварочной камеры капсула из указанного положения для заварки выдвигается возвратными средствами до момента размещения кольцевого выступа во второй канавке. Далее из этой канавки может происходить падение данной капсулы вниз в контейнер для капсулы.
В частности, может быть предусмотрен вариант, в котором вторая канавка расположена относительно заварочной камеры дальше вовнутрь, то есть ближе к боковой стенке второй части заварочного модуля, чем первая канавка. При этом при определенных условиях во время открытия заварочной камеры кольцевой выступ капсулы может быть выдвинут из положения для заварки по первой канавке далее во вторую канавку.
В качестве альтернативы упомянутого расположения, может быть предусмотрен вариант, в котором вторая канавка расположена относительно заварочной камеры дальше наружу, то есть ближе к головке первой части заварочного модуля, чем первая канавка. При этом во время закрытия заварочной камеры кольцевой выступ капсулы может быть вытеснен из загрузочного положения по второй канавке далее в положение для варки.
Второе удерживающее устройство, находящееся, например, на внутренней стороне второй канавки, удерживает (иначе говоря, задерживает) кольцевой выступ капсулы во время открывающего перемещения сразу после поступления капсулы во вторую канавку, и это относится к обоим относительным расположениям первой и второй канавок. При этом удерживающая сила данного устройства превосходит соответствующее усилие возвратных средств, так что при дальнейшем открытии кольцевой выступ освобождается от обхвата возвратных средств. Это может быть осуществлено, например, вследствие того, что указанное удерживающее устройство выступает далее радиально вовнутрь, образует более крутой угол к оси и/или более вытянуто. Как дополнение или вариант, может быть также предусмотрен захват возвратными средствами в середине (относительно вертикали) кольцевого выступа, и при этом захват вторым удерживающим устройством сверху и снизу. Параллелепипедальная или по существу кубическая форма капсулы означает, что удерживающее устройство захватывает капсулу ближе к углам и кромкам капсулы, где данная капсула обеспечивает сопротивление деформации в большей степени, чем возвратные средства.
Выпускное устройство и впрыскиватель предпочтительно расположены напротив друг друга и содержат, например, расположенное на стороне экстракции прокалывающее устройство с, по меньшей мере, одним выступающим вовнутрь в заварочную камеру перфорирующим элементом и расположенное на стороне впрыска прокалывающее устройство, также с, по меньшей мере, одним выступающим вовнутрь в заварочную камеру перфорирующим элементом. Данные перфорирующие элементы выполнены, например, для прокалывания стенок капсулы, выполненных из цельнотянутой пластмассы, например, из пропилена с толщиной, например, от 0,2 мм до 0,5 мм или 0,4 мм, например от 0,25 мм до 0,35 мм, и по существу данные элементы отличаются при определенных условиях от средств перфорирования алюминиевых капсул. Тем не менее, могут быть также выполнены прокалывающие устройства для стенок капсулы из других материалов, отличных от цельнотянутой пластмассы.
В вариантах осуществления предлагаемого изобретения впрыскиватель заварочного модуля содержит уплотнительную прокладку для капсулы, которая обхватывает капсулу вдоль круговой боковой поверхности. Данная уплотнительная прокладка для капсулы может, в частности, содержать отдельную уплотняющую кромку, выполненную выступающей по направлению к месту впрыска текучей среды. Приточный канал, который направляет введенную заварочную воду к уплотнительной прокладке для капсулы еще до начала процесса заваривания и позволяет уплотнительной прокладке, а в частности уплотняющей кромке, быть прижатой к боковой поверхности, может опционально присутствовать во впрыскивателе.
Как описано, например, в WO 2012/045184, уплотнительная прокладка для капсулы может быть выполнена также для удерживания и размещения капсулы в герметизированной заварочной камере. Удерживание капсулы в заварочной камере посредством круговой уплотнительной прокладки имеет, среди прочего, преимущество, состоящее в больших допусках на изготовление, то есть эластичность уплотнительной прокладки для капсулы может компенсировать неточности в относительном размещении первой и второй частей заварочного модуля.
Как опционный вариант, на стороне экстракции (со стороны выпускного устройства) также может быть обеспечено наличие уплотнительной прокладки. В соответствии с альтернативным вариантом, уплотнение капсулы, однако может быть достигнуто не такой же дополнительной уплотнительной прокладкой, а посредством уплотнительного воздействия стенки капсулы, прижатой к неэластичной уплотнительной поверхности. Данная уплотнительная поверхность, таким образом, может представлять собой искривленную или плоскую поверхность, а деформируемость стенок капсулы, нагреваемой во время выполнения заварки, способствует уплотняющему эффекту.
Еще один опциональный признак относится к механизму перемещения второй части заварочного модуля относительно первой части заварочного модуля (относительное перемещение может включать в себя перемещение второй части заварочного модуля и/или первой части заварочного модуля относительно неподвижного корпуса). В соответствии с вариантом осуществления предлагаемого изобретения активирующее перемещение, например, управляющей рукоятки или электрического привода с повышением/понижением скорости вращения вала или без него, переносят на коленчатый рычаг, причем коленно-рычажное соединение данного коленчатого рычага при закрытии испытывает пережатие (вне "мертвой" точки), то есть в закрытом состоянии заварочного модуля располагается на стороне плоскости, образованной соответствующими наружными осями вращения плечей коленчатого рычага, которая отлична от стороны в открытом состоянии заварочного модуля.
Подобное пережатие в закрытом состоянии заварочного модуля к упору, имеет самозапирающее воздействие: вследствие возникающего в процессе заварки внутреннего давления части заварочного модуля разжимаются, посредством чего коленчатый рычаг отжимается от упора в еще большей степени, и заварочная камера не может быть открыта самопроизвольно.
Описанные опциональные признаки (манжетное уплотнение с приточным каналом; уплотнение на стороне экстракции посредством неэластичной уплотнительной поверхности; пережатый коленчатый рычаг) в каждом случае сами по себе или в комбинациях взаимодействуют в частности благоприятно с описанной выше конструкцией. Однако данные признаки сами по себе, а также в каждом случае использования по отдельности или в комбинации, могут также быть применены в других заварочных модулях для экстрагирующего устройства, содержащих первую часть заварочного модуля и подвижную относительно первой части вторую часть заварочного модуля, причем первая и вторая части заварочного модуля образуют выпускное устройство для выпуска продукта экстракции из капсулы с материалом для экстракции для приготовления заварных напитков, и впрыскиватель для ввода экстрагирующей текучей среды в капсулу.
В соответствии с особым вариантом осуществления предлагаемого изобретения, заварочная камера в отличие от уровня техники, например, не выполнена для приема капсул, конически расширяющихся к выпускной стороне или стороне впрыска, а, например, для капсул кубической или параллелепипедальной капсулы. Под параллелепипедальной или кубической формой в данном случае понимается форма, не отличающаяся от геометрически точной параллелепипедальной или кубической формы соответственно в той степени, чтобы данные формы функционально бы отличались; например, также включена форма усеченной пирамиды с прямоугольным или квадратным основанием, причем граничащие с основанием грани заключают малый угол α наклона, например, максимально 2°, относительно перпендикуляра к плоскости основания. Параллелепипедальная или кубическая форма может содержать периферийный кольцевой выступ, выполненный, например, в форме границы лицевой поверхности сварного шва или валика сварного шва, выступающего, например, максимально на 1,5 мм в боковом направлении и, например, сдвинутой к плоскости торцевой части.
Как указано выше, заварочный модуль выполнен в виде горизонтального заварочного модуля. Не исключено, однако, что заварочный модуль может быть в целом выполнен немного наклонно, например, с уклоном вниз в направлении к первой части заварочного модуля. При этом угол наклон оси "впрыскиватель - выпускное устройство" к горизонтали предпочтительно составляет максимально 15°, в частности от 0° до 10°.
В вариантах осуществления предлагаемого изобретения заварочная камера полностью окружает капсулу, то есть первая часть заварочного модуля и вторая часть заварочного модуля содержат элементы, соответствующие друг другу с точной подгонкой и в закрытом положении совместно образующие заварочную камеру. Образованные первой частью заварочного модуля стеновые части и образованные второй частью заварочного модуля стеновые части выполнены с возможностью герметичного уплотнения друг друга в закрытом положении, например, посредством круговой затворной прокладки. Данная затворная прокладка может содержать, например, манжетное уплотнение, закрепленное на одной из частей заварочного модуля, которое примыкает к поверхности другой части заварочного модуля при закрытии заварочной камеры. Заварочная камера, герметизированная подобным образом, позволяет проводить ополаскивание экстрагирующего устройства или заварочного модуля без необходимости вставки капсулы, что является значительным преимуществом для пользователя. Это, однако, не исключает использования капсулы для ополаскивания или холостой капсулы во время операции ополаскивания или очистки при закрытой или не полностью закрытой заварочной камере.
Посредством такой затворной прокладки заварочная камера может быть герметизирована двухступенчато. Первая ступень уплотнения образована по меньшей мере одной уплотнительной прокладкой для капсулы, которая охватывает капсулу и предотвращает протекание вводимой экстрагирующей текучей среды или выпускаемого продукта экстракции минуя капсулу. Данная первая уплотнительная ступень уплотняет капсулу относительно впрыскивателя или выпускного устройства. В качестве второй уплотнительной ступени затворная прокладка герметично уплотняет части заварочного модуля друг от друга. На одной стороне, данная прокладка выполнена для дополнительной герметизации во время операции варки. На другой стороне, как указано выше, данная прокладка выполнена для герметизации во время операции ополаскивания.
Предлагаемое изобретение также относится к способу заварки заварного напитка с использованием капсулы. Данный способ выполняют, например, посредством заварочного модуля или экстрагирующего устройства описанного выше типа, причем данный способ может содержать этапы на которых
- загружают порционную капсулу с материалом для экстракции, например, через размещающее загрузочное отверстие, таким образом, что кольцевой выступ капсулы размещаются в первой канавке, и капсула лежит на опорном элементе,
- закрывают заварочную камеру посредством перемещения второй части заварочного модуля относительно первой части заварочного модуля таким образом, что капсула прокалывается по меньшей мере перфорирующим элементом впрыскивателя, который образован первой и/или второй частью заварочного модуля, посредством чего в капсуле создаются отверстия для ввода,
- вводят экстрагирующую текучую среду через отверстия для ввода в капсулу (например, горячую воду, используя насос или, опционально, клапан),
- выпускают экстрагирующую текучую среду из капсулы через отверстия для выпуска, образованные перфорирующими элементами выпускного устройства, образованного первой и/или второй частью заварочного модуля,
- открывают заварочную камеру после выпуска посредством перемещения второй части заварочного модуля относительно первой части заварочного модуля, посредством чего капсула вытягивается возвратными элементами из первой части заварочного модуля до момента размещения кольцевого выступа вдоль по второй канавки, и продолжают процесс открытия до падения капсулы из открытой заварочной камеры вниз.
Предлагаемое изобретение относится также к экстрагирующим устройствам, в частности, к машине для приготовления напитков, например, к кофейной машине или чайной машине, с емкостью для воды или подключением к трубопроводу водонагревателем, водяным насосом и заварочным модулем вышеописанного типа, причем емкость для воды, водонагреватель и водяной насос соединены с заварочным модулем таким образом, что подогретая вода, доставляемая насосом, может быть введена через впрыскиватель в капсулу.
Далее описаны варианты осуществления предлагаемого изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые номера позиций обозначают одинаковые или аналогичные элементы. На прилагаемых чертежах показаны элементы, частично соответствующие друг другу на разных чертежах, в различных масштабах:
- на фиг. 1 показан вид заварочного модуля согласно изобретению;
- фиг. 2 представляет собой изображение в разрезе данного заварочного модуля;
- на фиг. 3 показан вид частей закрывающего механизма заварочного модуля;
- на фиг. 4 показана детализация фиг. 3, в котором также изображен микровыключатель;
- на фиг. 5 показан вид впрыскивателя и выпускного устройства, который размещен относительно данного впрыскивателя, как в открытом положении заварочной камеры;
- на фиг. 6 и 7 показаны другие виды указанного выпускного устройства;
- фиг. 8 представляет собой изображение в разрезе капсулы и частей выпускного устройства после загрузки капсулы и перед закрытием заварочной камеры, выполненном по горизонтальной плоскости ниже середины капсулы;
- фиг. 9 представляет собой изображение в разрезе частей капсулы, выпускного устройства и впрыскивателя во время закрытия заварочной камеры, выполненного по горизонтальной плоскости в середине капсулы;
- на фиг. 10, 11 и 12 в каждом случае показано расположение, аналогичное фиг. 9, изображенное в течение различных стадий открытия заварочной камеры;
- на фиг. 13 показана детализация заварочного модуля с открытой заварочной камерой;
- фиг. 14 представляет собой детализацию изображения в разрезе впрыскивателя;
- фиг. 15 и 16 представляют собой в каждом случае изображение в разрезе выпускного устройства;
- на фиг. 17 показан разрез в горизонтальной плоскости другого выпускного устройства;
- фиг. 18-20 представляют собой в каждом случае изображение в разрезе выпускного устройства с частями капсулы, выпускного устройства и впрыскивателя во время различных стадий открытия заварочной камеры.
Заварочный модуль по фигурам 1 и 2 содержит корпус 1 заварочного модуля, а также размещенные в корпусе удерживаемые и направляемые им выпускное устройство 3, в качестве первой части заварочного модуля, и впрыскиватель 5, в качестве второй части заварочного модуля. Посредством управляющей рукоятки 6 обеспечена возможность перемещения впрыскивателя 5 относительно корпуса и первой части заварочного модуля - между открытым положением, в котором заварочная камера открыта, а управляющая рукоятка находится вверху и закрытым положением, в котором заварочная камера закрыта, а управляющая рукоятка сложена вниз. На фигурах 1 и 2 изображен заварочный модуль в закрытом положении с загруженной капсулой 10. Загрузочное отверстие 11, которое также задает ориентацию капсулы при загрузке, присутствует для загрузки капсулы 10. Данное загрузочное отверстие также задает выбираемую ориентацию капсулы посредством задания положения кольцевого выступа 21 капсулы.
На выпускном устройстве обеспечено наличие боковых направляющих средств 31, выполненных в виде удерживающих зажимов, функция данных зажимов описана далее более подробно.
Коленчатый рычаг 8 присутствует для преобразования движения наклона рукоятки (управляющая рукоятка 6 выполнена поворотной вокруг оси, определенной поворотным штифтом 7) в поступательное перемещение впрыскивателя 5. Блокировочная головка 9, которая закреплена на рычаге без возможности поворота, находится в зацеплении с одним из плеч 8.1 указанного коленчатого рычага для вышеупомянутой цели.
Как особенно хорошо видно на фиг. 3, коленчатый рычаг выполнен таким образом, что данный рычаг образует самозапирающую систему посредством пережатого на несколько градусов коленчатого рычага в закрытом положении заварочной камеры, когда управляющая рукоятка находится у упора, то есть, когда управляющая рукоятка 6 расположена на нижнем упоре, коленчатый рычаг находится на другой стороне от плоскости 13, определенной соответствующими наружными осями вращения плечей 8.1, 8.2, и которая отлична от стороны в открытом положении. По этой причине коленчатый рычаг прижат к упору в корпусе, обособленно сжимая две части заварочного модуля во время операции заварки, и не может быть открыт самопроизвольно.
Как показано на фиг. 4, может быть обеспечено присутствие микропереключателя 16, активируемого путем нажатия коленчатого рычага на упор, и микропереключатель, например, может сам образовывать упор. Микропереключатель 16 контролирует то, чтобы определенные операции, в частности, сам процесс заварки, могли происходить только в условиях закрытой заварочной камеры.
Возможны также альтернативные расположения подобного микропереключателя, в которых данный переключатель в каждом случае проверяет условие закрытости заварочной камеры.
На фиг. 5 показаны впрыскиватель и выпускное устройство в ориентации, которая отлична от ориентации вышеописанных фигур. На фигурах 6 и 7 показаны другие виды выпускного устройства 3.
Боковые направляющие зажимы 32 выступают из головки 30 выпускного устройства 3 в направлении впрыскивателя (то есть вовнутрь в соответствии с используемой терминологией). В показанном примере данные зажимы в каждом случае разделены на верхнюю и нижнюю части боковых направляющих зажимов с интервалом между ними. Первая, в данном случае наружная, канавка 33 и вторая, в данном случае внутренняя, канавка 36 образованы боковыми направляющими зажимами. Наружная и внутренняя канавки в каждом случае образованы пазообразными конструкциями, выполненными для направления кольцевого выступа 21 капсулы (в проиллюстрированном варианте осуществления кольцевой выступ 21 образован круговой границей лицевой поверхности сварного шва), причем канавки имеют такие размеры, что кольцевой выступ капсулы имеет люфт и, таким образом, не сжат. Следовательно, наружный направляющий канал размещен относительно загрузочного отверстия 11 таким образом, что кольцевой выступ 21 капсулы, загруженной при открытой заварочной камере, попадает в первую канавку 33. Опорный элемент 35, на котором может лежать кольцевой выступ 21 и/или другая часть капсулы при ее загрузке, образован на нижней стороне первой канавки 33. Вторая канавка 36, напротив, открыта снизу.
В варианте исполнения, являющемся альтернативой представленного варианта, два паза также могут заменяться друг другом, то есть тогда первая канавка дальше к наружной стороне, чем вторая канавка, и который описывается более детально в дальнейшем.
В варианте, являющемся альтернативой проиллюстрированному варианту осуществления, возвратные элементы 61, вместо входа в зацепление в боковом направлении между деталями направляющих зажимов 31, могут также входить в зацепление сверху и снизу. В такой конфигурации, как, например, показано на фиг. 5, внутренние части впрыскивателя, расположенные внутри заварочной камеры, повернуты на 90° вокруг оси заварочной камеры.
Способ функционирования удерживающих зажимов и взаимодействие с возвратными элементами 61 впрыскивателя 5 описано более детально посредством фигур 8-12.
На фиг. 8 показан разрез в состоянии после загрузки капсулы. Кольцевой выступ 21 находится в наружной канавке. Наружное удерживающее устройство на верхней стороне поддерживает кольцевой выступ и предотвращает наклон капсулы вниз и вовнутрь, то есть в показанной ориентации - влево. При закрытии заварочной камеры происходит перемещение впрыскивателя по направлению к выпускному устройству и сдвиг возвратного элемента в интервал между верхними и нижними частями направляющих зажимов. Капсула, направляемая уплотнительной прокладкой для капсулы, которая более детально описана далее, захватывается, то есть сопровождается на определенном промежутке и отчасти прокалывается, например, посредством перфорирующих элементов (экстракционные шипы 39) на стороне экстракции (фиг. 9).
Затем происходит процесс заварки, в котором горячую воду вводят под давлением в капсулу, и на стороне экстракции выпускают продукт экстракции. Прокалывающее устройство 38, описанное в европейской патентной заявке 13185359.0, может применяться, например, для выпуска. Могут быть также применены другие прокалывающие и выпускные устройства, например, выполненные в соответствии с WO 2010/118544.
Участок 62 захвата возвратного элемента 61 зацепляет кольцевой выступ 21 капсулы при открытии и, таким образом, утягивает капсулу от экстракционных шипов 39. Возвратный элемент также вытягивает кольцевой выступ капсулы через наружную канавку (фиг. 10), по причине того, что возвратный элемент в области участка 62 захвата выступает радиально вовнутрь дальше, чем первое (наружное) удерживающее устройство 34. Таким образом, происходит легкая деформация всей капсулы целиком таким образом, что кольцевой выступ, в целом сравнительно жесткий вследствие своей формы, может немного прогнуться в направлении радиально наружу. Тот факт, что после процесса заварки капсула остается горячей и, следовательно, материал капсулы может быть более деформируемым, чем при комнатной температуре, может способствовать вышеописанному процессу деформации. Впрочем, описанный принцип действует также и в случае с остывшей капсулой.
Внутри второй канавки 6 сформировано второе (внутреннее) удерживающее устройство 37. Данное устройство выступает в направлении радиально вовнутрь дальше, чем первое удерживающее устройство 34 и/или образована под более крутым углом к оси 20 и/или больше вытянута и/или расположена дальше к верху или низу, чем первое удерживающее устройство 34 таким образом, что удерживающее воздействие (сила, которую необходимо приложить для вытягивания из удерживающего устройства) больше, чем аналогичное воздействие первого удерживающего устройства 34.
Удерживающее воздействие второго удерживающего устройства 37 также больше, чем удерживающее воздействие (действующее в обратном направлении) участка 62 захвата. В проиллюстрированном варианте осуществления данное превышение возникает по причине того факта, что участок захвата входят в зацепление со средней частью капсулы, в отличие от второго удерживающего устройства 36, которое входит в зацепление сверху и снизу капсулы и ближе к углам капсулы. Поскольку углы капсулы сопротивляются деформации всей капсулы в целом больше, чем средний участок капсулы, то последний прогибается вовнутрь, что позволяет, таким образом, участка 62 захвата соскальзывать (фиг. 11).
После того как удержанная вторым удерживающим устройством 36 капсула полностью освобождена из образованного впрыскивателем 5 приемника (фиг. 12), обеспечена возможность падения данной капсулы вниз в контейнер для капсулы.
При этом не обязательно для первой канавки 33 быть определенной пазообразными конструкциями, как в проиллюстрированном примере. Напротив, при определенных условиях может быть достаточно, если на верхней стороне обеспечено наличие первого удерживающего устройства 34, выполненного для поддержания кольцевого выступа 21 изнутри, что предотвращает, таким образом, соскальзывание вовнутрь находящейся на опорном элементе капсулы. Дополнительно или как вариант, внутренняя канавка может быть образована только лишь удерживающими устройствами, выполненными аналогично внутреннему удерживающему устройству 36.
На фиг. 13 показана детализация блокировочной головки 9. Данная головка образует кожух 17, который учувствует в повороте рычага и посредством которого пользователь защищен от зацепления в механизме заварочного модуля, и этим опасность травмы сводится к минимуму.
Во время процесса заварки капсула охвачена уплотнительной прокладкой для капсулы впрыскивателя, выполненной также для удержания капсулы, способствуя ее размещению. Данная уплотнительная прокладка для капсулы может иметь форму, описанную в публикации WO 2012/045184, на которую делается намеренная ссылка.
На фиг. 14 показан заварочной модуль с уплотнительной прокладкой 40 для капсулы, которая, в соответствии с воплощением принципа согласно WO 2012/045184, выполнена в виде простого манжетного уплотнения, которое образовано выступающим к месту впрыска текучей среды таким образом, что давление текучей среды, создаваемое впускаемой на стороне впрыска текучей средой, дополнительно прижимает уплотняющую кромку манжетного уплотнения к капсуле.
Впрыскиватель 5 содержит расположенное на стороне впрыска прокалывающее устройство 51 с множеством перфорирующих элементов 53.
Отдельный опциональный признак впрыскивателя 5 также показан на фиг. 14. Так, приточный канал 41, который способствует притоку текучей среды к уплотнительной прокладке 40 для капсулы, даже если капсула прижата к впрыскивателю. Посредством данной меры уже до попадания воды в капсулу, а значит и до операции заварки, приток текучей среды воздействует на уплотнительную прокладку для капсулы.
Герметизация капсулы 10 относительно выпускного устройства опционально осуществляется без отдельной уплотнительной прокладки, расположенной на стороне экстракции. Подобная герметизация необходима, чтобы заваренный напиток, выходящий из капсулы, попадал в выливной элемент и не тек вниз, минуя капсулу. В описываемом варианте осуществления, в соответствии с отдельным аспектом предлагаемого изобретения, на стороны экстракции обеспечено наличие подогнанной под форму капсулы уплотнительной поверхности 32, к которой капсула интенсивно прижимается во время процесса экстракции. Поэтому данная уплотнительная поверхность может быть изготовлена из жесткого материала, например, из отлитого под давлением твердого полимерного материала или металла, причем во время процесса заварки стенка капсулы более деформируема и герметично прижата к уплотнительной поверхности 32.
Еще один опциональный признак впрыскивателя 5 показан, например, на фигурах 1-3. Трехходовой двухпозиционный клапан 15, который вставлен непосредственно во впрыскиватель, закреплен посредством геометрии, то есть непосредственно на впрыскивателе, и обеспечено наличие клапана 15, например, не связанного с впрыскивателем посредством шланга или подобном образом, как известно из уровня техники. Трехходовой двухпозиционный клапан содержит расположенное на стороне закачки попсоединение к трубопроводу (впуск), расположенный со стороны впрыска подсоединение к трубопроводу(выпуск) и подсоединение к трубопроводу для стекающей воды (альтернативный выпуск). Как известно, трехходовой двухпозиционный клапан как таковой служит для освобождения заварочного пространства. В деактивированном состоянии клапана заварочное пространство освобождено посредством открытого канала от расположенного на стороне впрыска подсоединения к трубопроводу до открытого подсоединения к трубопроводу для стекающей воды. В активированном состоянии канал от впуска до расположенного на стороне впрыска подсоединение к трубопроводу свободно, а подсоединение к трубопроводу для стекающей воды заблокировано. После завершения операции заварки клапан снова переходит в деактивированное состояние, что обеспечивает возможность сброса давления из расположенного на стороне впрыска подсоединения к трубопроводу посредством стекания воды в каплесборник. При этом расположенное на стороне накачивания подсоединение трубопровода заблокировано, что также предотвращает испарение после окончания процесса заварки по причине внезапного падения давления.
На фиг. 15 показан разрез выпускного устройства. Помимо вышеописанных элементов на данной фигуре показана затворная прокладка 70, выполненная в рассматриваемом случае, как и уплотнительная прокладка 40 для капсулы, в виде манжетного уплотнения. В закрытом состоянии заварочной камеры данная затворная прокладка удерживается на корпусе впрыскивателя 5 и прижата к данной заварочной камере под действием давления. Этот процесс герметизирует заварочную камеру и предотвращает выход воды, даже когда капсула не введена, например, в ходе операции ополаскивания.
На фиг. 15 также показано гибкое сопло 81, расположенное за расположенным на стороне экстракции прокалывающим устройством 38. Данное сопло может быть выполнено, например, из силикона или из используемого в пищевой промышленности эластичного материала и содержать сопловое отверстие в диапазоне, например, от 0,15 мм до 0,4 мм, в частности, от 0,2 мм до 0,3 мм.
Подобное сопло имеет, среди прочего, имеет эффект дополнительного вспенивания заваренного напитка, что способствует тому, что образуется столь популярная "крема".
На фиг. 16 также показаны части выпускного устройства 3 в разрезе, на котором помимо сопла 81 также изображен разливной элемент 83 для заваренного напитка. На фиг. 18 также показана опциональная форма гибкого сопла 81, причем в данном случае гибкое сопло на впускной стороне содержит суженую к сопловому отверстию зону, выполненную для направления потока текучей среды.
Выпускное устройство 3 с фигур 17-20 отличается от выпускного устройства с предшествующих фигур тем, что первая канавка 33 расположена внутри, а вторая канавка 36 расположен снаружи. Соответствующим образом заменены расположения первого удерживающего устройства 34 и второго удерживающего устройства 37. При этом выпуклость (зубец), образующая второе, в данном случае наружное, удерживающее устройство 37, содержит на внутренней стороне по направлению к первой канавке 33 относительно пологую наклонную часть 48.
Как и в вышеописанном варианте осуществления предлагаемого изобретения, загруженная в заварочный модуль капсула удерживается посредством ее направления первой канавкой 33 и лежит на опорном элементе. При закрытии заварочной камеры кольцевой выступ капсулы вытесняется из первой канавки посредством наклонной части 48 и по второй канавке далее наружу к головке 30. Возвратные элементы 61 впрыскивателя остаются в зацеплении с капсулой во время процесса варки даже в данном варианте осуществления.
После процесса заварки при открытии заварочной камеры участок 62 захвата соответствующего возвратного элемента входит в зацепление с кольцевым выступом капсулы и, тем самым, вытягивает капсулу от экстракционных шипов 39 при открытии (фиг. 19). Второе удерживающее устройство 37 выполнено таким образом, что удерживающее воздействие превышает аналогичное воздействие участка 62 захвата, поэтому кольцевой выступ капсулы остается прихваченной там при дальнейшем перемещении впрыскивателя (фиг. 20), и поэтому кольцевой выступ капсулы остается прихваченным во второй канавке 36 и может падать вниз.
Реферат
Заварочный модуль относится к экстрагирующим устройствам и содержит первую часть (3) заварочного модуля и вторую часть (5) заварочного модуля, которая может быть перемещена относительно первой. Первая и вторая части заварочного модуля образуют выпускное устройство для выпуска продукта экстракции из капсулы, содержащей материал для экстракции для приготовления заварных напитков, и впрыскиватель для введения экстрагирующей текучей среды в капсулу. Первая часть заварочного модуля содержит головку (30) с боковыми направляющими средствами (31), которые образуют первую канавку (33) и вторую канавку (36) для кольцевого выступа капсулы. Первая часть заварочного модуля также образует опорный элемент (35), который ограничивает перемещение капсулы вниз, когда кольцевой выступ капсулы находится в первой канавке. Боковые направляющие средства (31) жестко соединены с головкой, а вторая часть заварочного модуля содержит возвратные средства (61), предназначенные для воздействия на кольцевой выступ (21) капсулы и для перемещения капсулы во вторую канавку (36), когда заварочная камера открыта. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 20 ил.
