Машина для приготовления напитков

Машина для приготовления напитков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к машине для приготовления напитков, в частности, предназначенной для использования с герметизированными картриджами, которые образованы из по существу воздухо- и водонепроницаемых материалов и которые содержат один или несколько ингредиентов для приготовления напитков.

Ранее было предложено герметично упаковывать ингредиенты для приготовления напитков в отдельные воздухонепроницаемые упаковки, предназначенные для использования в машинах для приготовления напитков. Например, известны картриджи или капсулы, содержащие прессованный молотый кофе и предназначенные для использования в некоторых машинах для приготовления кофе, которые, как правило, называют машинами "эспрессо". При приготовлении кофе с использованием данных машин для приготовления картридж с кофе помещают в камеру для варки и горячую воду пропускают черезкартридж под сравнительно высокими давлениями, тем самым обеспечивая экстрагирование ароматических составляющих кофе из молотого кофе для получения кофейного напитка. Как правило, такие машины работают при давлении, превышающем 6×10⁵ Па. Машины для приготовления описанного типа до настоящего времени были довольно дорогими, поскольку компоненты машины, такие как водяные насосы и уплотнения, должны обладать способностью выдерживать высокие давления.

В публикации WO01/58786 международной заявки описан картридж для приготовления напитков, который работает при давлении, как правило, находящемся в диапазоне от 0,7 до 2,0×10⁵ Па. Однако картридж предназначен для использования в машине для приготовления напитков, предназначенной для рынка производителей или рынка товаров промышленного назначения, и является сравнительно дорогим. Кроме того, держатель картриджа с фильтром для напитка по документу WO01/58786 содержит щупы для впускного и выпускного отверстий, которые при использовании прокалывают картридж для напитка. Пластина, которая постоянно прикреплена к пневматическому цилиндру посредством шарового шарнира, несет щупы для впускного и выпускного отверстий. Трудно обеспечить доступ к щупам для впускного и выпускного отверстий, и поэтому трудно осуществлять их обслуживание и, в частности, чистку.

Следовательно, сохраняется потребность в картридже для приготовления напитков, при этом картриджи и машина для приготовления напитков должны быть пригодны, в частности, для рынка потребительских товаров с точки зрения стоимости, эксплуатационных характеристик и надежности. Также существует потребность в машине для приготовления напитков, предназначенной для подобных картриджей, которая является простой в управлении и надежной в эксплуатации. В частности, средства для вставки и извлечения картриджа для напитка должны быть простыми в работе и создавать надежное уплотняющее усилие для поддержания давления внутри картриджа для напитка во время цикла выдачи. Отдельно или помимо этого требуются средства для создания надежного и известного уплотняющего усилия, чтобы обеспечивать сопротивление давлению внутри картриджа для напитка во время цикла выдачи. Отдельно или помимо этого желательно, чтобы машина была простой в эксплуатации.

Соответственно, согласно настоящему изобретению разработан укупорочный механизм для машины для приготовления напитков, содержащий неподвижную нижнюю часть и верхнюю часть, выполненную с возможностью поворота относительно нижней части, при этом верхняя часть выполнена с возможностью перемещения из открытого положения, в котором верхняя часть отсоединена от нижней части, в закрытое положение, в котором верхняя часть сцеплена с нижней частью, причем укупорочный механизм дополнительно содержит зажимной рычаг, приводимый в действие для удерживания верхней части в закрытом положении, при этом зажимной рычаг содержит первый элемент, соединенный с возможностью поворота относительно первого пальца с верхней частью, и второй элемент, имеющий первый конец, выполненный с возможностью поворота вокруг второго пальца, причем конец первого элемента и второй конец второго элемента соединены друг с другом с возможностью поворота относительно третьего пальца, так что зажимной рычаг имеет первое и второе положения устойчивости, при этом при приведении в действие зажимного рычага для перемещения верхней части из открытого положения в закрытое положение зажимной рычаг перемещается из первого во второе положение устойчивости.

Укупорочный механизм согласно настоящему изобретению обеспечивает надежный и недорогой механизм для вставки и извлечения картриджа для напитка в машину для приготовления напитков и из машины для приготовления напитков. Механизм может быть приведен в действие одной рукой и не требует электрической энергии. Отсутствуют сложные конструкции рычага.

Предпочтительно зажимной рычаг содержит, по меньшей мере, один крюкообразный элемент для сцепления со стопором на нижней части.

Предпочтительно в первом положении устойчивости третий палец находится с первой стороны от базовой линии, соединяющей оси первого и второго пальцев. Во втором положении устойчивости третий палец находится со второй стороны от базовой линии, соединяющей оси первого и второго пальцев.

Как правило, первая сторона базовой линии является ближайшей к неподвижной нижней части, и вторая сторона базовой линии является самой дальней от неподвижной нижней части.

Предпочтительно первый конец второго элемента присоединен с возможностью поворота к нижней части. Второй элемент может состоять из элемента с возвратно-поступательным движением. Элемент с возвратно-поступательным движением предпочтительно содержит цилиндр, стержень, входящий в указанный цилиндр, и упругую втулку, предназначенную для смещения указанного стержня в выдвинутое положение. Деформация упругой втулки обеспечивает адаптацию к перемещению зажимного рычага из первого во второе положение устойчивости.

Предпочтительно первый элемент зажимного рычага состоит из U-образной ручки, проходящей вокруг передней стороны машины для приготовления напитков.

Как правило, зажимной механизм содержит два вторых элемента, по одному с каждой стороны машины для приготовления напитков.

Предпочтительно укупорочный механизм дополнительно содержит держатель картриджа, расположенный между нижней частью и верхней частью и выполненный с возможностью поворота относительно нижней части и верхней части. В этом случае поворот верхней части по направлению к нижней части заставляет верхнюю часть входить в контакт с держателем картриджа и перемещать держатель картриджа в контакт с нижней частью и одновременно при использовании обеспечивать прокалывание картриджа, вставленного в держатель картриджа, прокалывающим средством впускного отверстия и прокалывающим средством выпускного отверстия, предусмотренными в нижней части. Надежная и точная установка картриджа для напитка в заданном положении гарантируется посредством опоры для картриджа. Кроме того, опора для картриджа обеспечивает автоматическое отсоединение картриджа для напитка от прокалывающих элементов впускного и выпускного отверстий при открытии. Это существенно облегчает удаление картриджа и гарантирует то, что прокалывающие элементы впускного и выпускного отверстий будут находиться ниже уровня опоры для картриджа, когда потребитель вставляет свою руку. Это уменьшает вероятность травмирования потребителя.

В соответствии с настоящим изобретением также разработан укупорочный механизм для машины для приготовления напитков, содержащий нижнюю часть и верхнюю часть, причем верхняя часть и нижняя часть выполнены с возможностью перемещения друг относительно друга из открытого положения, в котором картридж для напитка может быть вставлен в укупорочный механизм, в закрытое положение, в котором картридж для напитка прочно удерживается между верхней частью и нижней частью, при этом в закрытом положении укупорочный механизм контактирует с верхней поверхностью и нижней поверхностью картриджа для напитка у центра или рядом с центром картриджа для напитка для приложения сжимающей силы, превышающей 50 Н.

Укупорочный механизм по настоящему изобретению обеспечивает чрезвычайно надежный механизм, который прочно удерживает картридж для напитка в машине для приготовления напитков. Усилие зажима, превышающее 50 Н, гарантирует то, что картридж не расширится и не произойдет утечки из него или разрыва его во время работы. Кроме того, приложенная сжимающая сила служит для предотвращения поломки, или относительного перемещения, компонентов картриджа для напитка. Сжимающая сила также служит для сдавливания компонента или компонентов картриджа вместе. Это гарантирует то, что внутренние размеры каналов и отверстий в картридже будут постоянными, и их изменение во время повышения давления в картридже будет невозможным.

Укупорочный механизм может обеспечивать приложение сжимающей силы, превышающей 130 Н.

Предпочтительно укупорочный механизм обеспечивает приложение сжимающей силы, составляющей приблизительно 200 Н.

Предпочтительно, помимо этого укупорочный механизм контактирует с периферийным фланцем картриджа для напитка. Кроме того, укупорочный механизм может контактировать с самой верхней поверхностью картриджа для напитка.

Предпочтительно укупорочный механизм дополнительно содержит упругий элемент, который контактирует, по меньшей мере, с частью верхней поверхности картриджа для напитка. Упругий элемент может представлять собой подпружиненный элемент.

Предпочтительно подпружиненный элемент представляет собой смотровое окно.

Предпочтительно нижняя часть может содержать выступающую вверх часть, которая контактирует с центральным участком нижней поверхности картриджа для напитка. Выступающая вверх часть гарантирует то, что большая часть сжимающей силы, приложенной к картриджу, будет передаваться вверх к верхней поверхности картриджа через центральную зону картриджа. Несущий элемент предпочтительно предусмотрен в этой центральной зоне картриджа.

Предпочтительно нижняя часть является неподвижной, а верхняя часть выполнена с возможностью поворота относительно нижней части из открытого положения в закрытое положение. Предпочтительно укупорочный механизм дополнительно содержит опору для картриджа, расположенную между нижней частью и верхней частью и выполненную с возможностью поворота относительно нижней части и верхней части для приема картриджа для напитка при использовании.

В соответствии с настоящим изобретением также разработан укупорочный механизм для машины для приготовления напитков, содержащий неподвижную нижнюю часть, верхнюю часть, выполненную с возможностью поворота относительно нижней части, и держатель картриджа, расположенный между нижней частью и верхней частью и выполненный с возможностью поворота относительно нижней части и верхней части, причем нижняя часть содержит прокалывающее средство впускного отверстия и прокалывающее средство выпускного отверстия, предназначенные для образования соответственно впускного отверстия и выпускного отверстия, при использовании, в картридже, вставленном в держатель картриджа, при этом поворот верхней части по направлению к нижней части заставляет верхнюю часть входить в контакт с держателем картриджа и перемещать держатель картриджа в контакт с нижней частью и одновременно при использовании обеспечивать прокалывание картриджа, вставленного в держатель картриджа, прокалывающим средством впускного отверстия и прокалывающим средством выпускного отверстия.

Укупорочный механизм по настоящему изобретению обеспечивает надежный и недорогой механизм для вставки и извлечения картриджа для напитка в машину для приготовления напитков и из машины для приготовления напитков. Механизм может быть приведен в действие одной рукой и не требует электрической энергии. Отсутствуют сложные конструкции рычага. Кроме того, надежная и точная установка картриджа для напитка в заданном положении гарантируется посредством держателя картриджа. Кроме того, опора для картриджа обеспечивает автоматическое отсоединение картриджа для напитка от прокалывающих элементов впускного и выпускного отверстий при открытии. Это существенно облегчает удаление картриджа и гарантирует то, что прокалывающие элементы впускного и выпускного отверстий будут находиться ниже уровня опоры для картриджа, когда потребитель вставляет свою руку. Это уменьшает вероятность травмирования потребителя.

Предпочтительно верхняя часть выполнена с возможностью перемещения между верхним положением, предназначенным для размещения картриджа в держатель картриджа, и закрытым положением, в котором держатель картриджа находится в контакте с нижней частью.

Предпочтительно в открытом положении верхняя часть расположена по существу вертикально. Это создает возможность улучшенного доступа к опоре для картриджа для облегчения вставки и извлечения картриджа. В закрытом положении верхняя часть расположена горизонтально.

Предпочтительно держатель картриджа содержит углубление для приема картриджа. Углубление может содержать неровность для предотвращения поворота картриджа, вставленного в углубление.

Предпочтительно держатель картриджа смещается относительно неподвижной нижней части таким образом, что в открытом положении, когда верхняя часть отсоединена от нижней части и держателя картриджа, держатель картриджа отсоединяется от нижней части. Кроме того, в открытом положении держатель картриджа может быть отсоединен от прокалывающего средства впускного отверстия и прокалывающего средства выпускного отверстия.

В соответствии с настоящим изобретением также разработана машина для приготовления напитков, предназначенная для приготовления напитка из картриджа, содержащего один или несколько ингредиентов напитка, содержащая первый прокалывающий элемент, предназначенный при использовании для образования впускного отверстия в картридже, вставленном в машину для приготовления напитков, и второй прокалывающий элемент, предназначенный при использовании для образования выпускного отверстия в указанном картридже, отличающаяся тем, что первый и второй прокалывающие элементы образованы в виде единого съемного узла.

Съемный узел, содержащий прокалывающий элемент впускного отверстия и прокалывающий элемент выпускного отверстия, создает возможность легкой чистки компонентов машины. В частности, прокалывающие элементы могут быть помещены в посудомоечную машину или аналогичное устройство.

Предпочтительно машина для приготовления напитков дополнительно содержит неподвижную нижнюю часть и верхнюю часть, выполненную с возможностью поворота относительно нижней части, при этом верхняя часть выполнена с возможностью перемещения из открытого положения, в котором верхняя часть отсоединена от нижней части для приема картриджа, в закрытое положение, в котором верхняя часть сцеплена с нижней частью, причем съемный узел смонтирован при использовании в неподвижной нижней части.

Предпочтительно прокалывающий элемент впускного отверстия и прокалывающий элемент выпускного отверстия ориентированы вертикально и параллельно друг другу.

Предпочтительно прокалывающий элемент впускного отверстия и прокалывающий элемент выпускного отверстия изготовлены из пластиков.

Следует понимать, что под термином "картридж" в том смысле, в каком он используется здесь, понимается любая упаковка, контейнер, пакет-саше или резервуар, который содержит один или несколько ингредиентов напитка описанным образом. Картридж может быть жестким, полужестким или гибким.

Картридж, предназначенный для использования вместе с устройством согласно настоящему изобретению, может содержать в себе один или несколько ингредиентов напитка, пригодных для образования продукта в виде напитка. Продукт в виде напитка может представлять собой, например, один из кофе, чая, шоколада или напитка на основе молока, включая молоко. Ингредиенты напитка могут быть порошкообразными, молотыми, на основе листьев или жидкими. Ингредиенты напитка могут быть нерастворимыми или растворимыми. К примерам относятся обжаренный и молотый кофе, листовой чай, шоколадный порошок и суп, жидкие напитки на основе молока и концентрированные фруктовые соки.

В нижеприведенном описании термины "верхний" и "нижний" и эквиваленты будут использованы для описания относительного расположения элементов изобретения. Термины "верхний" и "нижний" и эквиваленты следует понимать как относящиеся к картриджу (или другим компонентам) в его нормальном ориентированном положении, предназначенном для вставки в машину для приготовления напитков и последующей выдачи, как показано, например, на Фиг.4. В частности, термины "верхний" и "нижний" относятся соответственно к относительным положениям, находящимся ближе или дальше от верхней поверхности 11 картриджа. Кроме того, термины "внутренний" и "наружный" и эквиваленты будут использованы для описания относительного расположения элементов изобретения. Термины "внутренний" и "наружный" и эквиваленты следует понимать как относящиеся к относительным положениям в картридже (или других компонентах), находящимся соответственно ближе или дальше от центра или главной оси Х картриджа 1 (или другого компонента).

Варианты осуществления настоящего изобретения далее будут описаны только в качестве примера со ссылкой на сопровождающие чертежи, в которых:

Фиг.1 - сечение наружного элемента первого и второго вариантов осуществления картриджа, предназначенного для использования вместе с настоящим изобретением;

Фиг.2 - сечение детали наружного элемента по Фиг.1, показывающее направленную внутрь, цилиндрическую выступающую часть;

Фиг.3 - сечение детали наружного элемента по Фиг.1, показывающее паз;

Фиг.4 - вид в перспективе сверху наружного элемента по Фиг.1;

Фиг.5 - вид в перспективе сверху наружного элемента по Фиг.1 в перевернутом ориентированном положении;

Фиг.6 - вид в плане сверху наружного элемента по Фиг.1;

Фиг.7 - сечение внутреннего элемента первого варианта осуществления 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 ориентированном положении;

Фиг.10 - вид в плане сверху внутреннего элемента по Фиг.7;

Фиг.11 - сечение первого варианта осуществления картриджа в собранном состоянии;

Фиг.12 - сечение внутреннего элемента второго варианта осуществления картриджа;

Фиг.13 - сечение детали внутреннего элемента по Фиг.12, показывающее 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 ориентированном положении;

Фиг.16 - другое сечение внутреннего элемента по Фиг.12;

Фиг.17 - сечение другой детали внутреннего элемента по Фиг.12, показывающее отверстие для впуска воздуха;

Фиг.18 - сечение второго варианта осуществления картриджа в собранном состоянии;

Фиг.19 - сечение наружного элемента третьего и четвертого вариантов осуществления картриджа, предназначенного для использования вместе с настоящим изобретением;

Фиг.20 - сечение детали наружного элемента по Фиг.19, показывающее направленную внутрь, цилиндрическую выступающую часть;

Фиг.21 - вид в плане 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 ориентированном положении;

Фиг.24 - сечение внутреннего элемента третьего варианта осуществления картриджа;

Фиг.25 - вид в плане сверху внутреннего элемента по Фиг.24;

Фиг.26 - сечение детали внутреннего элемента по Фиг.24, показывающее загнутый внутрь, верхний край;

Фиг.27 - вид в перспективе сверху внутреннего элемента по Фиг.24;

Фиг.28 - вид в перспективе сверху внутреннего элемента по Фиг.24 в перевернутом ориентированном положении;

Фиг.29 - сечение третьего варианта осуществления картриджа в собранном состоянии;

Фиг.30 - сечение внутреннего элемента четвертого варианта осуществления картриджа;

Фиг.31 - вид в плане 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 ориентированном положении;

Фиг.34 - сечение четвертого варианта осуществления картриджа в собранном состоянии;

Фиг.35 - вид в перспективе спереди машины для приготовления напитков согласно настоящему изобретению;

Фиг.36 - вид в перспективе спереди машины по Фиг.35 с головкой для картриджа в открытом положении;

Фиг.37 - вид в перспективе сзади машины по Фиг.35 с некоторыми частями, исключенными для ясности;

Фиг.38 - другой вид в перспективе сзади машины по Фиг.35 с некоторыми частями, исключенными для ясности;

Фиг.39 - вид в перспективе предназначенной для картриджа головки машины по Фиг.35 с некоторыми частями, исключенными для ясности;

Фиг.40 - другой вид в перспективе предназначенной для картриджа головки машины по Фиг.35 с некоторыми частями, исключенными для ясности;

Фиг.41 - сечение головки для картриджа в закрытом положении;

Фиг.42 - сечение головки для картриджа в открытом положении;

Фиг.43 - схему машины по Фиг.35;

Фиг.44а и 44b представляют собой схемы первого и второго средств для распознавания кода для машины по Фиг.35; и

Фиг.45 - вид в плане картриджа для напитка по настоящему изобретению, содержащего штрих-код.

Как показано на Фиг.11, картридж 1 согласно настоящему изобретению обычно содержит наружный элемент 2, внутренний элемент 3 и ламинат 5. Наружный элемент 2, внутренний элемент 3 и ламинат 5 собраны с образованием картриджа 1, который имеет внутреннее пространство 120, предназначенное для содержания в нем одного или нескольких ингредиентов напитка, впускное отверстие 121, выпускное отверстие 122 и проточный канал для напитка, соединяющий впускное отверстие 121 с выпускным отверстием 122 и проходящий через внутреннее пространство 120. Впускное отверстие 121 и выпускное отверстие 122 исходно герметично закрыты ламинатом 5, и при использовании их открывают посредством прокалывания или разрезания ламината 5. Границы проточного канала для напитка определяются пространственным взаимным расположением наружного элемента 2, внутреннего элемента 3 и ламината 5, как будет рассмотрено ниже. В картридж 1, если требуется, могут быть включены другие компоненты, такие как фильтр 4, как будет дополнительно описано ниже.

Первый вариант картриджа 1, который будет описан для целей рассмотрения истории вопроса, показан на Фиг.1-11. Первый вариант картриджа 1 в особенности предназначен для использования при выдаче отфильтрованных продуктов, таких как обжаренный и молотый кофе или листовой чай. Однако данный вариант картриджа 1 и другие варианты, описанные ниже, могут быть использованы с другими продуктами, такими как шоколад, кофе, чай, подслащивающие вещества (заменители сахара), сладкие наливки, вкусовые и ароматизирующие вещества, алкогольные напитки, молоко с вкусовыми наполнителями, фруктовые соки, соки с газированной водой, соусы и десерты.

Как можно видеть на Фиг.5, полная форма картриджа 1 является по существу круглой или дискообразной с диаметром картриджа 1, существенно превышающим его высоту. Главная ось Х проходит через центр наружного элемента, как показано на Фиг.1. Как правило, полный диаметр наружного элемента 2 составляет 74,5 мм ± 6 мм, и полная высота составляет 16 мм ± 3 мм. Как правило, объем картриджа 1 в собранном состоянии составляет 30,2 мл ± 20%.

Наружный элемент 2, как правило, содержит чашеобразный корпус 10, имеющий изогнутую кольцевую стенку 13, закрытую верхнюю часть 11 и открытую нижнюю часть 12. Диаметр наружного элемента 2 меньше в верхней части 11 по сравнению с диаметром в нижней части 12, что является результатом расширения книзу кольцевой стенки 13 при переходе от закрытой верхней части 11 к открытой нижней части 12. Кольцевая стенка 13 и закрытая нижняя часть 11 вместе образуют резервуар, имеющий внутреннее пространство 34.

Полая, направленная внутрь, цилиндрическая выступающая часть 18 выполнена в закрытой верхней части 11 с центрированием относительно главной оси Х. Как более четко показано на Фиг.2, цилиндрическая выступающая часть 18 содержит ступенчатый профиль, имеющий первый, второй и третий участки 19, 20 и 21. Первый участок 19 является прямым круговым цилиндрическим. Второй участок 20 имеет форму усеченного конуса и сужается внутрь. Третий участок 21 представляет собой другой прямой круговой цилиндр и закрыт нижней торцевой стороной 31. Диаметр первого, второго и третьего участка 19, 20, 21 последовательно уменьшается, так что диаметр цилиндрической выступающей части 18 уменьшается при переходе от верхней части 11 к закрытой нижней торцевой поверхности 31 цилиндрической выступающей части 18. По существу горизонтальный уступ 32 образован на цилиндрической выступающей части 18 в месте соединения между вторым и третьим участками 20 и 21.

Выступающий наружу буртик 33 образован на наружном элементе 2 по направлению к нижней части 12. Выступающий наружу буртик 33 образует дополнительную стенку 15, коаксиальную с кольцевой стенкой 13, с тем, чтобы образовать кольцевую направляющую, образующую коллектор 16 между дополнительной стенкой 15 и кольцевой стенкой 13. Коллектор 16 проходит по окружной периферии наружного элемента 2. Ряд пазов 17 выполнен в кольцевой стенке 13 на одном уровне с коллектором 16 для обеспечения сообщения по газу и жидкости между коллектором 16 и внутренним пространством 34 наружного элемента 2. Как показано на Фиг.3, пазы 17 представляют собой вертикальные щели в кольцевой стенке 13. Предусмотрено от 20 до 40 пазов. В показанном варианте осуществления выполнено тридцать семь пазов 17, расположенных по существу равномерно по окружной периферии коллектора 16. Пазы 17 имеют длину, составляющую предпочтительно от 1,4 до 1,8 мм. Как правило, длина каждого паза составляет 1,6 мм, что составляет 10% от полной высоты наружного элемента 2. Ширина каждого паза составляет от 0,25 до 0,35 мм. Как правило, ширина каждого паза составляет 0,3 мм. Ширина пазов 17 является достаточно малой, чтобы предотвратить проход ингредиентов напитка через них в коллектор 16 или во время хранения, или при использовании.

Впускная камера 26 образована в наружном элементе 2 у периферии наружного элемента 2. Как наиболее четко показано на Фиг.5, выполнена цилиндрическая стенка 27, которая ограничивает впускную камеру 26 во внутреннем пространстве 34 и отделяет впускную камеру 26 от внутреннего пространства 34 наружного элемента 2. Цилиндрическая стенка 27 имеет закрытую верхнюю торцевую поверхность 28, которая образована в плоскости, перпендикулярной к главной оси Х, и открытый нижний торец 29, находящийся в одной плоскости с нижней частью 12 наружного элемента 2. Впускная камера 26 сообщается с коллектором 16 через посредство двух пазов 30, как показано на Фиг.1. Альтернативно, можно использовать от одного до четырех пазов для обеспечения сообщения между коллектором 16 и впускной камерой 26.

Нижний конец выступающего наружу буртика 33 выполнен с выступающим наружу фланцем 35, который проходит перпендикулярно к главной оси Х. Как правило, фланец 35 имеет ширину, составляющую от 2 до 4 мм. Часть фланца 35 увеличена для образования ручки 24, посредством которой можно удерживать наружный элемент 2. Ручка 24 снабжена загнутым вверх краем 25 для улучшения захвата.

Наружный элемент 2 образован в виде единой, образующей одно целое детали из полиэтилена высокой плотности, полипропилена, полистирола, сложного полиэфира или из ламината из двух или более из данных материалов. Пригодный полипропилен относится к номенклатуре полимеров, поставляемых компанией DSM UK Limited (Redditch, Великобритания). Наружный элемент может быть непрозрачным, прозрачным или полупрозрачным. Технологический процесс может представлять собой литьевое прессование.

Внутренний элемент 3, подобный показанному на Фиг.7-10, содержит кольцевой каркас 41 и выступающую вниз цилиндрическую воронку 40. Главная ось Х проходит через центр внутреннего элемента 3, как показано на Фиг.7.

Как лучше всего показано на Фиг.8, кольцевой каркас 41 содержит наружный обод 51 и внутреннюю ступицу 52, соединенные десятью равномерно расположенными радиальными спицами 53. Внутренняя ступица 52 образует одно целое с цилиндрической воронкой 40 и простирается от нее. Между радиальными спицами 53 в кольцевом каркасе 41 образованы фильтрационные отверстия 55. Фильтр 4 расположен на кольцевом каркасе 41 так, чтобы фильтр закрывал фильтрационные отверстия 55. Фильтр предпочтительно изготовлен из материала с высокой прочностью во влажном состоянии, например из нетканого волокнистого материала из сложного полиэфира. К другим материалам, которые могут быть использованы, относятся водонепроницаемый целлюлозный материал, такой как целлюлозный материал, содержащий волокна веленевой бумаги. Волокна веленевой бумаги могут быть смешаны с волокнами из полипропилена, поливинилхлорида и/или полиэтилена. Включение этих пластиковых материалов в целлюлозный материал придает целлюлозному материалу способность к термосвариванию. Фильтр 4 также может быть обработан или покрыт материалом, который активируют посредством тепла и/или давления с тем, чтобы его можно было приварить к кольцевому каркасу 41 подобным образом.

Как показано в сечении по Фиг.7, внутренняя ступица 52 находится в более низком положении по сравнению с наружным ободом 51, в результате чего кольцевой каркас 41 имеет профиль с наклоном вниз.

Верхняя поверхность каждой спицы 53 выполнена с выступающей вверх, вертикальной перегородкой 54, которая разделяет пустое пространство над кольцевым каркасом 41 на множество каналов 57. Каждый канал 57 ограничен с обеих сторон перегородками 54 и с нижней стороны фильтром 4. Каналы 57 простираются от наружного обода 51 вниз к цилиндрической воронке 40 и открываются в цилиндрическую воронку 40 у отверстий 56, образованных внутренними концами перегородок 54.

Цилиндрическая воронка 40 содержит наружную трубку 42, окружающую внутренний выпускной патрубок 43. Наружная трубка 42 образует наружную часть цилиндрической воронки 40. Выпускной патрубок 43 соединен с наружной трубкой 42 у верхнего конца выпускного патрубка 43 посредством кольцевого фланца 47.

Выпускной патрубок 43 содержит впускное отверстие 45 на верхнем конце, которое сообщается с отверстиями 56 каналов 57, и выпускное отверстие 44 на нижнем конце, через которое приготовленный напиток выпускается в чашку или другой приемный резервуар. Выпускной патрубок 43 содержит часть 48 с формой усеченного конуса на верхнем конце и цилиндрическую часть 58 на нижнем конце. Цилиндрическая часть 58 может иметь небольшую конусность, так что она будет сужаться к выпускному отверстию 44. Часть 48 с формой усеченного конуса способствует направлению напитка из каналов 57 вниз к выпускному отверстию 44 без создания турбулентности в напитке. Верхняя поверхность части 48 с формой усеченного конуса выполнена с четырьмя опорными перегородками 49, расположенными равномерно по окружной периферии цилиндрической воронки 40. Между опорными перегородками 49 образуются каналы 50. Верхние края опорных перегородок 49 находятся на одном уровне друг с другом и перпендикулярны главной оси Х.

Внутренний элемент 3 может быть образован в виде единой, образующей одно целое детали из полипропилена или аналогичного материала, подобного описанным выше, и посредством литьевого прессования, как и наружный элемент 2.

Альтернативно, внутренний элемент 3 и/или наружный элемент 2 могут быть изготовлены из полимера, поддающегося биологическому разложению. К примерам пригодных материалов относятся разлагаемый полиэтилен (например, SPITEK, поставляемый компанией Symphony Environmental, Borehamwood, Великобритания), поддающийся биологическому разложению полиэфирамид (например, BAK 1095, поставляемый компанией Symphony Environmental), полимеры молочной кислоты (PLA, поставляемые компанией Cargil, Миннесота, США), полимеры на основе крахмала, производные целлюлозы и полипептиды.

Ламинат 5 образован из двух слоев, первого слоя из алюминия и второго слоя из литьевого полипропилена. Толщина алюминиевого слоя составляет от 0,02 до 0,07 мм. Толщина слоя литьевого полипропилена составляет от 0,025 до 0,065 мм. В одном варианте осуществления алюминиевый слой имеет толщину 0,06 мм, и полипропиленовый слой имеет толщину 0,025 мм. Данный ламинат является особенно предпочтительным, поскольку он обладает высокой стойкостью к закручиванию во время сборки. В результате ламинат 5 может быть предварительно разрезан с надлежащими размерами и формой и впоследствии перемещен на позицию сборки на технологической линии так, что при этом он не подвергается искажению формы. Следовательно, ламинат 5 особенно хорошо подходит для приваривания. Могут быть использованы другие многослойные материалы, включая ламинаты из полиэтилентерефталата/алюминия/полипропилена, полиэтилена/сополимера этилена и винилового спирта/полипропилена, полиэтилентерефталата/металлизированного слоя/полипропилена и алюминия/полипропилена. Может быть использован рулонный исходный ламинат вместо исходного материала, полученного высечкой.

Картридж 1 может быть закрыт жесткой или полужесткой крышкой вместо гибкого ламината.

Сборка картриджа 1 включает в себя следующие операции:

а) внутренний элемент 3 вставляют в наружный элемент 2;

b) фильтр 4 обрезают до заданной формы и помещают на внутренний элемент 3 так, чтобы фильтр разместился над цилиндрической воронкой 40 и опирался на кольцевой каркас 41;

с) внутренний элемент 3, наружный элемент 2 и фильтр 4 соединяют посредством ультразвуковой сварки;

d) картридж 1 заполняют одним или несколькими ингредиентами напитка;

е) ламинат 5 прикрепляют к наружному элементу 2.

Данные операции будут рассмотрены ниже более подробно.

Наружный элемент 2 ориентируют так, чтобы открытая нижняя часть 12 была направлена вверх. Затем внутренний элемент 3 вставляют в наружный элемент 2, при этом наружный обод 51 входит по свободной посадке в аксиальную выступающую часть 14 в верхней части 11 картриджа 1. Одновременно цилиндрическая выступающая часть 18 наружного элемента 2 входит в верхнюю часть цилиндрической воронки 40 внутреннего элемента 3. Третий участок 21 цилиндрической выступающей части 18 устанавливают внутри цилиндрической воронки 40 так, что закрытая нижняя торцевая сторона 31 цилиндрической выступающей части 18 опирается на опорные перегородки 49 внутреннего элемента 3. После этого фильтр 4 размещают над внутренним элементом 3 так, чтобы материал фильтра контактировал с кольцевым ободом 51. Затем используют процесс ультразвуковой сварки для присоединения фильтра 4 к внутреннему элементу 3, и одновременно, на той же технологической операции, присоединяют внутренний элемент 3 к наружному элементу 2. Внутренний элемент 3 и фильтр 4 приваривают друг к другу вокруг наружного обода 51. Внутренний элемент 3 и наружный элемент 2 соединяют посредством линий проплавления вокруг наружного обода 51, а также верхних краев перегородок 54.

Как наиболее четко показано на Фиг.11, когда наружный элемент 2 и внутренний элемент 3 соединены вместе, они образуют пустое пространство 130 во внутреннем пространстве 120 под кольцевым фланцем 41 и снаружи цилиндрической воронки 40, которое образует фильтровальную камеру. Фильтровальная камера 130 и каналы 57 над кольцевым каркасом 41 разделены фильтровальной бумагой 4.

В фильтровальной камере 130 содержатся указанные один или несколько ингредиентов 200 напитка. Указанные один или несколько ингредиентов напитка "упакованы" в фильтровальную камеру 130. Для напитка отфильтрованного типа ингредиент, как правило, представляет собой обжаренный и молотый кофе или листовой чай. Плотность упаковки ингредиентов напитка в фильтровальной камере 130 можно варьировать по желанию. Как правило, для отфильтрованного продукта из кофе фильтровальная камера содержит от 5,0 до 10,2 граммов обжаренного и молотого кофе в фильтруемом слое с толщиной, составляющей,