Вкладка, устройство и система для приготовления напитков

Вкладка, устройство и система для приготовления напитков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к вкладке, устройству и системе для приготовления напитков.

Известны устройства и системы для приготовления напитков, таких как кофе, чай и шоколад. В типичном случае, в таких системах ингредиенты напитка используют либо россыпью, либо они содержатся в контейнере. Известно использование в некоторых устройствах мягких контейнеров, таких как пакеты из фильтровальной бумаги, содержащие жареный и молотый кофе или листовой чай. Также известно использование в других устройствах контейнеров в форме картриджей, которые могут быть жесткими, полужесткими или мягкими, и которые прокалывают при приготовлении напитка. В обоих случаях устройство для использования с такими контейнерами специально приспособлено для приема контейнера определенной конструкции в заварную головку и для прохождения воды и/или пара через контейнер для приготовления напитка, который затем выдают. Такое устройство для приготовления напитков может использоваться на коммерческом рынке или дома. При использовании в домашних условиях потребители могут не захотеть использовать отдельные устройства при приготовлении напитков с использованием разных контейнеров, содержащих ингредиенты напитков, или, несомненно, россыпные ингредиенты напитков. Таким образом, целью настоящего изобретения является создание вкладки, устройства для приготовления напитков и системы приготовления напитков, которые позволяют пользователям использовать различные упакованные в контейнеры или россыпные ингредиенты в одном устройстве для приготовления напитков. Согласно одному объекту, целью настоящего изобретения является создание вкладки для устройства для приготовления напитков, которая в первую очередь предназначена для использования с жесткими, полужесткими или мягкими картриджами, что допускает выдачу устройством для приготовления напитков с использованием ингредиентов в мягких контейнерах, таких как пакеты из фильтровальной бумаги.

Соответственно настоящее изобретение обеспечивает получение вкладки для использования в устройстве для приготовления напитков типа, содержащего заварную головку, пригодную для приема жесткого или полужесткого картриджа, причем заварная головка содержит направленное вверх входное отверстие для подачи воды в заварную головку, направленное вниз выходное отверстие для выдачи напитка, приготовленного в устройстве, и закрывающий механизм, перемещаемый между открытой и закрытой конфигурациями, причем вкладка содержит емкость и уплотнительное средство, при этом емкость имеет отверстие, через которое при использовании в емкость может быть загружена порция ингредиентов напитка, нижняя часть вкладки содержит входное отверстие и выходное отверстие, при этом при использовании, при установке вкладки в заварную головку устройства для приготовления напитков и перемещении закрывающего механизма в закрытое положение, уплотнительное средство сокращается и может создавать уплотнение относительно заварной головки для, таким образом, закрывания отверстия емкости и образования заварного объема, содержащего порцию ингредиентов напитка, и при установке вкладки в заварную головку входное отверстие и выходное отверстие вкладки располагаются так, что они сообщаются соответственно с входным отверстием и выходным отверстием заварной головки таким образом, что при использовании вода из входного отверстия заварной головки проходит вверх через входное отверстие вкладки в заварной объем и так, что напиток, производимый из воды и порции ингредиентов напитка, проходит вниз через выходное отверстие вкладки и вытекает через выходное отверстие заварной головки.

Предпочтительно, вкладка позволяет выдавать порцию ингредиентов напитка из устройства для приготовления напитков, приспособленного для расположения жестких, полужестких и мягких картриджей, причем ингредиенты напитков необязательно содержатся в картридже.

Порция ингредиентов напитка, загруженных при использовании во вкладку, может быть россыпной. Например, во вкладку может быть загружен жареный и молотый кофе или листовой чай. В этом случае предпочтительно, чтобы вкладка содержала фильтрующее средство между заварным объемом и выходным отверстием вкладки. Это предотвращает выдачу в чашку гущи или листьев. Фильтр может закрывать само выходное отверстие.

Согласно альтернативному объекту, порция ингредиентов напитка, загруженная во вкладку при использовании, может содержаться в контейнере, содержащем фильтрующее средство. Контейнер может быть мягким. Контейнер может быть сформирован, по меньшей мере, частично из фильтровальной бумаги или фильтровальной мембраны. Согласно конкретному объекту, контейнер представляет собой фильтровальный пакет. Предпочтительно, вкладка позволяет выдавать ингредиенты напитка, содержащиеся в фильтровальных пакетах или подобных средствах, без необходимости в точном соответствии размеров пакета размерам заварной головки.

Согласно альтернативному объекту, контейнер представляет собой жесткий или полужесткий картридж. Картридж может иметь любую из полусферической, цилиндрической, круглой или квадратной форм. Вкладка сама может содержать картридж. Это позволяет использовать в устройстве для приготовления напитка картриджи, которые специально не подогнаны по размерам к заварной головке.

Предпочтительно, отверстие емкости направлено вверх.

Уплотнительное средство может быть расположено на верхней части вкладки. Предпочтительно, уплотнительное средство расположено на верхней кромке вкладки. В альтернативном варианте, уплотнительное средство расположено отдельно от емкости. В альтернативном варианте, уплотнительное средство может быть расположено на нижней части вкладки.

Предпочтительно, уплотнительное средство содержит кольцевое уплотнение для создания уплотнения вокруг периферии заварного объема. Уплотнительное средство может содержать уплотнительное кольцо.

Уплотнительное средство может быть сформировано из эластомерного материала.

Емкость может иметь форму чашки. Предпочтительно, чашка обращена вверх, когда она вставлена в заварную головку, но она также может быть расположена так, чтобы чашка была обращена вниз.

Предпочтительно, вкладка жесткая или полужесткая, в результате чего при использовании давление, прилагаемое к вкладке закрывающим механизмом устройства для приготовления напитка при закрывании указанного закрывающего механизма, сжимает вкладку с достаточной силой для создания уплотнительным средством уплотнения относительно заварной головки.

Вкладка может быть уплотнена относительно смотрового окна закрывающего механизма.

Предпочтительно, вкладка жесткая или полужесткая, в результате чего при использовании давление, прилагаемое к вкладке закрывающим механизмом устройства для приготовления напитка при закрывании указанного закрывающего механизма, создает уплотнение между нижней поверхностью вкладки и входным отверстием заварной головки устройства для приготовления напитка. Давление обеспечивает предотвращение протечки между вкладкой и заварной головкой при выдаче.

Вкладка может быть сформирована как единый элемент.

В альтернативном варианте, вкладка может быть сформирована из более, чем одного элемента.

Вкладка может иметь форму диска.

Вкладка может быть сформирована из пластмассы.

Входное отверстие и выходное отверстие вкладки могут находиться в одной плоскости. В альтернативном варианте, входное отверстие и выходное отверстие вкладки не находятся в одной плоскости.

Вкладка может содержать отверстие для приема при установке вкладки в устройство для приготовления напитка окна устройства считывания штрихового кода или устройства радиочастотной идентификации указанного устройства для приготовления напитка.

Отверстие может находиться в одной плоскости с входным отверстием и выходным отверстием вкладки.

Предпочтительно, входное отверстие вкладки расположено на периферии вкладки или вблизи нее, и выходное отверстие вкладки расположено в центре вкладки. Следовательно, при использовании поток через вкладку проходит от входного отверстия к выходному отверстию. Предпочтительно, при использовании поток через вкладку проходит, в целом, в направлении внутрь от входного отверстия к выходному отверстию. Предпочтительно, поток внутрь к центральному выходному отверстию позволяет получить устройство для приготовления напитка особенно компактных размеров.

Вкладка может содержать средство для прикрепления с возможностью поворота вкладки к устройству для приготовления напитка. Предпочтительно, поворотное средство допускает поворот вкладки на крышке закрывающего механизма в горизонтальное положение таким образом, что нижняя поверхность вкладки с уплотнением входит в контакт с входным отверстием заварной головки. Поворотное средство может содержать одну или более ветвей, которые могут прикрепляться к одной или более шарнирных частей заварной головки и поворачиваться вокруг них.

Предпочтительно, вкладка также содержит кодовое средство для управления работой указанного устройства для приготовления напитка. Кодовое средство может содержать штриховой код или средство радиочастотной идентификации.

Вкладка представляет собой вкладку одноразового использования. Входное отверстие и/или выходное отверстие вкладки первоначально может быть закрыто при помощи хрупкой мембраны.

В альтернативном варианте, вкладка может быть повторно используемой. Отверстие емкости может открываться или закрываться при помощи крышки. Крышка может быть плотно или с возможностью скольжения посажена в емкость.

Настоящее изобретение также обеспечивает получение системы приготовления напитка, содержащей устройство для приготовления напитка и вкладку для использования в указанном устройстве, причем указанная вкладка представляет собой описанную выше вкладку. Предпочтительно, устройство для приготовления напитка очень компактно, поскольку входящий поток во вкладку проходит по направлению вверх, и выходящий поток проходит по направлению вниз. Это устраняет необходимость в снабжении верхней части заварной головки каналами для потока воды, напитка или подачи энергии и приводит к уменьшению общей высоты устройства.

Устройство для приготовления напитка, предпочтительно, содержит заварную головку, пригодную для приема жесткого или полужесткого картриджа, причем заварная головка содержит направленное вверх входное отверстие для подачи воды в заварную головку и направленное вниз выходное отверстие для выходящего потока напитка, приготовленного устройством.

Входное отверстие заварной головки может быть расположено на периферии заварной головки или вблизи нее, и выходное отверстие заварной головки может быть расположено в центре заварной головки.

В установленном состоянии вкладки в заварную головку входное отверстие и выходное отверстие вкладки, предпочтительно, находятся на направленном вверх входном отверстии и направленном вниз выходном отверстии заварной головки.

Предпочтительно, заварная головка устройства для приготовления напитка содержит закрывающий механизм, перемещаемый между открытой конфигурацией, в которой вкладка может быть установлена в заварную головку, и закрытой конфигурацией, в которой вкладка сжата закрывающим механизмом с усилием, достаточным для создания уплотнения уплотнительным средством относительно заварной головки для закрывания отверстия емкости.

Предпочтительно, заварная головка устройства для приготовления напитка содержит закрывающий механизм, перемещаемый между открытой конфигурацией, в которой вкладка может быть установлена в заварную головку, и закрытой конфигурацией, в которой вкладка уплотнена относительно входного отверстия заварной головки устройства для приготовления напитка.

Согласно одному объекту, заварная головка содержит неподвижную нижнюю часть и вращающуюся верхнюю часть, причем неподвижная нижняя часть содержит входное отверстие и выходное отверстие заварной головки, при этом верхняя часть может поворачиваться из открытого положения, в котором вкладка может быть установлена между неподвижной нижней частью и поворотной верхней частью.

Вкладка может прикрепляться с возможностью поворота к заварной головке таким образом, что поворот верхней части заварной головки из открытого положения в закрытое вызывает поворот вкладки в контакт с неподвижной нижней частью.

В альтернативном варианте, вкладка может быть расположена непосредственно на неподвижной нижней части заварной головки, когда верхняя часть заварной головки находится в открытом положении. Вкладка может не быть прикрепленной к заварной головке.

Устройство для приготовления напитка может содержать считывающее устройство для считывания штрихового кода или средства радиочастотной идентификации, расположенного на вкладке.

Система может также содержать порцию ингредиентов напитка. Согласно одному объекту, порция ингредиентов напитка содержится в контейнере, содержащем фильтровальное средство. Ингредиенты напитка могут быть выбраны из группы, содержащей жареный и молотый кофе, листовой чай, порошковый кофе, порошковый чай, молочный порошок, смесь кофе со взбитыми сливками, шоколад и жидкий шоколад, кофе, чай и молоко. Контейнер может быть мягким. Контейнер может быть сформирован, по меньшей мере, частично из фильтровальной бумаги или фильтровальной мембраны.

Настоящее изобретение также обеспечивает получение способа выдачи напитка с использованием устройства для приготовления напитка, содержащего заварную головку, пригодную для приема жесткого или полужесткого картриджа, причем заварная головка содержит ориентированное вверх входное отверстие для подачи воды в заварную головку и ориентированное вниз выходное отверстие для выходного потока напитка, приготовленного устройством, причем способ содержит этапы:

открывания закрывающего механизма устройства для приготовления напитка;

установки вкладки в заварную головку, причем вкладка заявлена по любому из п.п.1-40 и содержит порцию ингредиентов напитка;

закрывания закрывающего механизма для сжатия вкладка с достаточной силой таким образом, чтобы уплотнительное средство вкладки было уплотнено относительно заварной головки для закрывания отверстия емкости;

приведения в действие устройства для приготовления напитка для подачи воды вверх через входное отверстие заварной головки через входное отверстие вкладки в заварной объем вкладки;

выдачи напитка, полученного в заварном объеме из воды и ингредиентов напитка, вниз через выходное отверстие вкладки и выходное отверстие заварной головки.

Вкладка, соответствующая настоящему изобретению, может быть загружена одним или более ингредиентами напитка, пригодными для получения питьевого продукта. Питьевой продукт может быть, например, одним из кофе, чая, шоколада или напитка на основе молочного продукта, включая молоко. Ингредиенты напитка могут быть порошкообразными, молотыми, в форме листа или жидкости. Ингредиенты напитка могут быть нерастворимыми или растворимыми. Примеры включают жареный и молотый кофе, листовой чай, порошковый шоколад и суп, жидкие напитки на молочной основе, газированные напитки и концентрированные фруктовые соки.

В нижеследующем описании термины "верхний" и "нижний" и их эквиваленты будут использованы для описания относительного расположения признаков изобретения. Термины "верхний" и "нижний" и их эквиваленты следует понимать как относящиеся к вкладке (или другим компонентам) в ее нормальной ориентации для установки в устройство для приготовления напитка и последующей выдачи продукта. Кроме того, термины "внутренний" и "внешний" и их эквиваленты будут использованы для описания относительного расположения признаков изобретения. Термины "внутренний" и "внешний" и их эквиваленты следует понимать как относящиеся к относительным местоположениям во вкладке (или других компонентах), находящимся, соответственно, ближе или дальше от центральной или главной оси Х вкладки (или другого компонента).

Варианты осуществления настоящего изобретения будут теперь описаны только для примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1а - вид спереди в перспективе устройства для приготовления напитка, соответствующего настоящему изобретению;

фиг.1b - вид спереди в перспективе устройства, показанного на фиг.1а, с заварной головкой в открытом положении;

фиг.2 - вид сзади в перспективе устройства, показанного на фиг.1а, без некоторых частей, исключенных для ясности;

фиг.3 - другой вид сзади в перспективе устройства, показанного на фиг.1а, без некоторых частей, исключенных для ясности;

фиг.4 - вид в перспективе заварной головки устройства, показанного на фиг.1а, без некоторых частей, исключенных для ясности;

фиг.5 - другой вид в перспективе заварной головки устройства, показанного на фиг.1а, без некоторых частей, исключенных для ясности;

фиг.6 - вид сечения заварной головки в закрытом положении;

фиг.7 - вид сечения заварной головки в открытом положении, содержащей картридж;

фиг.8 - схематический вид компоновки устройства, показанного на фиг.1а;

фиг.9а и 9b - схематические виды компоновки первого и второго средств для считывания кода для устройства, показанного на фиг.1а; и

фиг.10 - вид сверху картриджа, соответствующего настоящему изобретению, имеющего штриховой код;

фиг.11 - вид сечения внешнего элемента картриджа, который может использоваться в устройстве для приготовления напитка, соответствующем настоящему изобретению;

фиг.12 - вид сечения детали внешнего элемента, показанного на фиг.11, показывающий направленный внутрь цилиндрический выступ;

фиг.13 - вид сечения детали внешнего элемента, показанного на фиг.11, показывающий паз;

фиг.14 - вид в перспективе сверху внешнего элемента, показанного на фиг.11;

фиг.15 - вид в перспективе сверху внешнего элемента, показанного на фиг.11, с перевернутой ориентацией;

фиг.16 - вид в плане сверху внешнего элемента, показанного на фиг.11;

фиг.17 - вид сечения внутреннего элемента картриджа;

фиг.18 - вид в перспективе сверху внутреннего элемента, показанного на фиг.17;

фиг.19 - вид в перспективе сверху внутреннего элемента, показанного на фиг.17, с перевернутой ориентацией;

фиг.20 - вид в плане сверху внутреннего элемента, показанного на фиг.17;

фиг.21 - вид сечения картриджа в собранном состоянии;

фиг.22 - вид в перспективе сверху вкладки, соответствующей настоящему изобретению;

фиг.23 - вид в перспективе снизу вкладки, показанной на фиг.22; и

фиг.24 - вид сечения заварной головки устройства для приготовления напитка в открытом положении, показанного с размещенной в нем вкладкой, показанной на фиг.22.

Система для приготовления напитка

Устройство 201 для приготовления напитка системы для приготовления напитка, соответствующей настоящему изобретению, показано на фиг.1а-9b. Устройство 201 для приготовления напитка в целом содержит корпус 210, содержащий резервуар 220 для воды, водонагреватель 225, водяной насос 230, воздушный компрессор 235, управляющий процессор, интерфейс 240 пользователя и заварную головку 250. Заварная головка 250, в свою очередь, в целом содержит держатель 251, средство 252 распознавания и входной и выходной пробойники 253, 254.

Устройство 201 для приготовления напитка приспособлено для выдачи ингредиентов напитка из картриджей 1, таких как показанные на фиг.10-21. В частности, заварная головка 250 приспособлена для размещения таких картриджей 1 и правильной выдачи содержащихся в них ингредиентов напитка. Согласно одному объекту настоящего изобретения, применена вкладка, позволяющая также выдавать из заварной головки ингредиенты напитка, которые могут быть россыпными или содержаться в контейнерах, таких как мягкие пакеты. Однако для понимания гибкой работы устройства для приготовления напитка и заварной головки сначала будет описан пример картриджа 1 и его использование в устройстве 201 для приготовления напитка до описания самой вкладки.

Картридж для использования в системе

Как показано на фиг.10-21, картридж 1, в целом, содержит внешний элемент 2, внутренний элемент 3 и ламинат 5. Внешний элемент 2, внутренний элемент 3 и ламинат 5 в собранном состоянии формируют картридж 1, который имеет внутреннее пространство 120 для содержания одного или более ингредиентов напитка, входное отверстие 121, выходное отверстие 122 и канал для потока напитка, соединяющий входное отверстие 121 с выходным отверстием 122 и проходящий через внутреннее пространство 120. Входное отверстие 121 и выходное отверстие 122 первоначально закупорены ламинатом 5 и вскрываются при использовании посредством прокалывания или прорезывания ламината 5. Канал для потока напитка образован пространственным взаимодействием между внешним элементом 2, внутренним элементом 3 и ламинатом 5, как дополнительно описано ниже. При желании в картридж 1 могут входить другие компоненты, такие как фильтр 4, как будет показано ниже.

Картридж 1 особенно приспособлен для использования для выдачи фильтрованных продуктов, таких как жареный и молотый кофе или листовой чай. Однако картридж 1 может использоваться с другими продуктами, такими как шоколад, кофе, чай, заменители сахара, стимулирующие напитки, приправы, алкогольные напитки, ароматизированное молоко, фруктовые соки, фруктовые напитки, соусы и десерты.

Как можно видеть на фиг.15, общая форма картриджа 1 в целом круглая или дискообразная, при этом диаметр картриджа 1 существенно больше его высоты. Главная ось Х проходит через центр внешнего элемента, как показано на фиг.11. В типичном случае, общий диаметр внешнего элемента 2 составляет 74,5 мм ± 6 мм, и общая высота составляет 16 мм ± 3 мм. В типичном случае, объем картриджа 1 в собранном виде составляет 30,2 мл ± 20%.

Внешний элемент 2 в целом содержит чашеобразный корпус 10, имеющий изогнутую кольцевую стенку 13, закрытую верхнюю часть 11 и открытую нижнюю часть 12. Диаметр внешнего элемента 2 меньше в верхней части 11 по сравнению с диаметром в нижней части 12 в результате расширения кольцевой стенки 13 при ее переходе от закрытой верхней части 11 к открытой нижней части 12. Кольцевая стенка 13 и закрытая нижняя часть 12 совместно образуют емкость, имеющую внутреннее пространство 34.

В закрытой верхней части 11 находится полый направленный вниз цилиндрический выступ 18, отцентрированный относительно главной оси Х. Как более ясно показано на фиг.12, цилиндрический выступ 18 содержит ступенчатый профиль, имеющий первую, вторую и третью части 19, 20 и 21. Первая часть 19 имеет правильную круглую цилиндрическую форму. Вторая часть 20 имеет форму усеченного конуса и суживается внутрь. Третья часть 21 имеет форму другого правильного круглого цилиндра и закрыта нижней поверхностью 31. Диаметр первой, второй и третьей частей 19, 20 и 21 ступенчато уменьшается таким образом, что диаметр цилиндрического выступа 18 уменьшается по его протяженности от верхней части 11 до закрытой нижней поверхности 31 цилиндрического выступа 18. На цилиндрическом выступе 18 сформирован в целом горизонтальный уступ 32 в соединении между второй и третьей частями 20 и 21.

На внешнем элементе 2 сформирован отступающий наружу выступ 33, проходящий к нижней части 12. Отступающий наружу выступ 33 формирует вторичную стенку 15, проходящую соосно с кольцевой стенкой 13 таким образом, что образуется кольцевая канавка, формирующая канал 16 между вторичной стенкой 15 и кольцевой стенкой 13. Канал 16 проходит вокруг окружности внешнего элемента 2. В кольцевой стенке 13 выполнено множество прорезей 17 на уровне канала 16 для обеспечения сообщения газа и жидкости между каналом 16 и внутренним пространством 34 внешнего элемента 2. Как показано на фиг.13, прорези представляют собой вертикальные пазы в кольцевой стенке 13. Применяют от 20 до 40 прорезей. В показанном варианте осуществления изобретения применено 37 прорезей, разнесенных в целом равномерно по окружности канала 16. Прорези 17, предпочтительно, имеют длину от 1,4 до 1,8 мм. В типичном случае, длина каждой прорези составляет 1,6 мм, что составляет 10% общей высоты внешнего элемента 2. Ширина каждой прорези составляет от 0,25 до 0,35 мм. В типичном случае, ширина каждой прорези составляет 0,3 мм. Ширина прорезей 17 достаточно мала для предотвращения прохождения сквозь них ингредиентов напитка в канал 16 как при хранении, так и при использовании.

Во внешнем элементе 2 на периферии внешнего элемента 2 сформирована входная камера 26. Применена цилиндрическая стенка 27, наиболее ясно показанная на фиг.15, которая ограничивает входную камеру 26 и отделяет входную камеру 26 от внутреннего пространства 34 внешнего элемента 2. Цилиндрическая стенка 27 имеет закрытую верхнюю поверхность 28, которая сформирована в плоскости, перпендикулярной главной оси Х, и открытый нижний конец 29, находящийся в одной плоскости с нижней частью 12 внешнего элемента 2. Входная камера 26 сообщается с каналом 16 при помощи двух прорезей 30, показанных на фиг.11. В альтернативном варианте, можно применять от одной до четырех прорезей для создания сообщения между каналом 16 и входной камерой 26.

Нижний конец отступающего наружу выступа 33 снабжен отступающим наружу фланцем 35, который отступает перпендикулярно главной оси Х. В типичном случае, фланец 35 имеет ширину от 2 до 4 мм. Часть фланца 35 увеличена для формирования захвата 24, за который можно удерживать внешний элемент 2. Захват 24 снабжен выступающим вверх ребром 25 для облегчения удерживания.

Внешний элемент 2 сформирован как отдельный единый элемент из полиэтилена высокой плотности, полипропилена, полистирола, полиэфира или ламината из двух или более из этих материалов. Пригодными полипропиленами является ряд полимеров, поставляемых DSM UK Limited (Redditch, United Kingdom). Внешний элемент может быть непрозрачным, прозрачным или полупрозрачным. Процесс изготовления может представлять собой инжекционное прессование.

Внутренний элемент 3, как показано на фиг.17-20, содержит кольцевую раму 41 и отступающую вниз цилиндрическую воронку 40. Главная ось Х проходит через центр внутреннего элемента 3, как показано на фиг.17.

Как лучше показано на фиг.18, кольцевая рама 41 содержит внешнее ребро 51 и внутреннюю втулку 52, соединенные десятью равномерно разнесенными радиальными спицами 53. Внутренняя втулка 52 составляет единое целое с цилиндрической воронкой 40 и отступает от нее. Между радиальными спицами 53 в кольцевой раме 41 сформированы фильтровальные прорези 55. Фильтр 4 расположен на кольцевой раме 41 таким образом, что он закрывает фильтровальные прорези 55. Предпочтительно, фильтр выполнен из материала с высокой прочностью во влажном состоянии, например, из нетканого волокнистого материала из полиэфира. Другие материалы, которые можно использовать, включают водонепроницаемый целлюлозный материал, такой как целлюлозный материал, содержащий тканое бумажное волокно. Тканые бумажные волокна могут быть смешаны с волокнами полипропилена поливинилхлорида и/или полиэтилена. Включение этих пластмассовых материалов в целлюлозный материал делает целлюлозный материал термосклеивающимся. Фильтр 4 также может быть обработан или покрыт материалом, который активизируется теплом и/или давлением таким образом, что он может приклеиваться к кольцевой раме 41.

Как показано профилем сечения на фиг.17, внутренняя втулка 52 расположена ниже внешнего ребра 51, в результате чего кольцевая рама 41 имеет наклонный нижний профиль.

Верхняя поверхность каждой спицы 53 снабжена вертикальной перемычкой 54, которая разделяет полое пространство над кольцевой рамой 41 на множество проходов 57. Каждый проход 57 ограничен с обеих сторон перемычкой 54 и с нижней стороны фильтром 4. Проходы 57 проходят от внешнего ребра 51 вниз к цилиндрической воронке 40 и открыты в нее благодаря окнам 56, ограниченным внутренними оконечностями перемычек 54.

Цилиндрическая воронка 40 содержит внешнюю трубку 42, окружающую внутреннюю выпускную горловину 43. Внешняя трубка 42 формирует внешнюю поверхность цилиндрической воронки 40. Выпускная горловина 43 соединена с внешней трубкой 42 верхним концом выпускной горловины 43 при помощи кольцевого фланца 47. Выпускная горловина 43 содержит входное отверстие 45 на верхнем конце, которое сообщается с окнами 56 проходов 57, и выходное отверстие 44 на нижнем конце, через которое приготовленный напиток выдается в чашку или другую емкость. Выпускная горловина 43 содержит часть 48 в форме усеченного конуса на верхнем конце и цилиндрическую часть 58 на нижнем конце. Цилиндрическая часть 58 может иметь небольшую конусность таким образом, что она суживается в направлении выходного отверстия 44. Часть 48 в форме усеченного конуса способствует направлению напитка из проходов 57 вниз к выходному отверстию 44 без придания турбулентности потоку напитка. Верхняя поверхность части 48 в форме усеченного конуса снабжена четырьмя опорными перемычками 49, равномерно разнесенными по окружности цилиндрической воронки 40. Опорные перемычки 49 ограничивают проходящие между ними каналы 50. Верхние кромки опорных перемычек 49 находятся на одном уровне друг с другом и перпендикулярны главной оси Х.

Внутренний элемент 3 может быть сформирован как один единый элемент из полипропилена или подобного материала, как описано выше, и посредством инжекционного прессования также, как и внешний элемент 2.

В альтернативном варианте, внутренний элемент 3 и/или внешний элемент 2 могут быть изготовлены из поддающегося биологическому разложению полимера. Примеры пригодных материалов включают разлагаемый полиэтилен (например, SPITEK, поставляемый Symphony Environmental, Borehamwood, United Kingdom), поддающийся биологическому разложению полиэфирный амид (например, ВАК 1095, поставляемый Symphony Environmental), полимолочные кислоты (PLA, поставляемая Cargil, Minnesota, USA), полимеры на основе крахмала, производные целлюлозы и полипептиды.

Ламинат 5 сформирован из двух слоев, при этом первый слой выполнен из алюминия и второй слой выполнен из литого полипропилена. Слой алюминия имеет толщину от 0,02 до 0,07 мм. Слой литого полипропилена имеет толщину от 0,025 до 0,065 мм. В одном варианте осуществления изобретения слой алюминия имеет толщину 0,06 мм, и слой полипропилена имеет толщину 0,025 мм. Этот ламинат особенно предпочтителен, поскольку он имеет высокую стойкость к скручиванию при сборке. В результате ламинат 5 может быть предварительно нарезан с получением правильного размера и конфигурации и затем перемещен в пункт сборки на производственной линии без его искривлений. В результате ламинат 5 особенно хорошо пригоден для сварки. Можно использовать другие слоистые материалы, включая ламинаты из полиэтилентерефталата/алюминия/полипропилена, полиэтилена/EVOH/полипропилена, полиэтилентерефталата/металлизированного слоя/полипропилена и алюминия/полипропилена. Вместо высеченной заготовки может использоваться прокатанная слоистая заготовка.

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

Сборка картриджа 1 включает следующие этапы:

а) внутренний элемент 3 вставляют во внешний элемент 2;

b) фильтр 4 вырезают для получения нужной формы и помещают на внутренний элемент 3 так, чтобы он прошел поверх цилиндрической воронки 40 и был уложен на кольцевую раму 41;

с) внутренний элемент 3, внешний элемент 2 и фильтр 4 соединяют ультразвуковой сваркой;

d) картридж 1 заполняют одним или более ингредиентами напитка;

е) к внешнему элементу 2 прикрепляют ламинат 5.

Эти этапы будут описаны более подробно ниже. Внешний элемент 2 ориентируют так, чтобы его открытая нижняя часть была ориентирована вверх. Внутренний элемент 3 затем вставляют во внешний элемент 2 так, что внешнее ребро 51 вставляется со свободной посадкой в осевой выступ 14 в верхней части 11 картриджа 1. Одновременно цилиндрический выступ 18 внешнего элемента 2 входит в верхнюю часть цилиндрической воронки 40 внутреннего элемента 3. Третья часть 21 цилиндрического выступа 18 устанавливается внутрь цилиндрической воронки 40, при этом закрытая нижняя поверхность 31 цилиндрического выступа 18 упирается в опорные перемычки 49 внутреннего элемента 3. Затем на внутренний элемент 3 помещают фильтр 4 таким образом, что материал фильтра входит в контакт с кольцевым внешним ребром 51. Затем используют процесс ультразвуковой сварки для соединения фильтра 4 с внутренним элементом 3 и, одновременно и в ходе этого же производственного этапа, внутреннего элемента 3 с внешним элементом 2. Внутренний элемент 3 и фильтр 4 сваривают вокруг внешнего ребра 51. Внутренний элемент 3 и внешний элемент 2 соединяют линиями сварки вокруг внешнего ребра 51, а также по верхним кромкам перемычек 54.

Как показано более ясно на фиг.21, внешний элемент 2 и внутренний элемент 3 при их соединении друг с другом образуют полое пространство 130 во внутреннем пространстве 120 под кольцевой рамой 41 и снаружи от цилиндрической воронки 40, которое формирует фильтровальную камеру. Фильтровальная камера 130 и проходы 57 над кольцевой рамой 41 отделены друг от друга фильтровальной бумагой 4.

Фильтровальная камера 130 содержит один или более ингредиентов 200 напитка. Один или более ингредиентов напитка упакованы в фильтровальную камеру 130. Для напитка фильтруемого типа ингредиент, в типичном случае, представляет собой жареный и молотый кофе или листовой чай. Плотность упаковывания ингредиентов напитка в фильтровальную камеру 130 может изменяться как необходимо. В типичном случае, для фильтруемого кофейного продукта фильтровальная камера содержит от 5,0 до 10,2 грамма жареного и молотого кофе в фильтруемом слое типичной толщиной от 5 до 14 мм. В возможном случае, внутреннее пространство 120 может содержать одно или более тел, таких как шарики, которые могут свободно двигаться во внутреннем пространстве 120 для смешивания посредством создания турбулентности и разбивания осадков ингредиентов напитка в ходе выдачи напитка.

Затем к внешнему элементу 2 прикрепляют ламинат 5 посредством формирования сварного шва 126 вокруг периферии ламината 5 для соединения ламината 5 с нижней поверхностью отступающего наружу фланца 35. Сварной шов 126 продолжают для уплотнения ламината 5 относительно цилиндрической стенки 27 входной камеры 26. Кроме того, сварной шов 125 формируют между ламинатом 5 и нижней кромкой внешней трубки 42 цилиндрической воронки 40. Ламинат 5 формирует нижнюю стенку фильтровальной камеры 130, а также запечатывает входную камеру 26 и цилиндрическую воронку 40. Однако до выдачи продукта существует небольшой промежуток между ламинатом 5 и нижней кромкой выпускной горловины 43. Можно использовать различные способы сварки, такие как тепловая и ультразвуковая сварка, в зависимости от характеристик материала ламината 5.

Предпочтительно, внутренний элемент 3 проходит между внешним элементом 2 и ламинатом 5. Внутренний элемент 3 сформирован из материала, обладающего относительной жесткостью, такого как полипропилен. Как таковой, внутренний элемент 3 формирует несущий нагрузку элемент, который действует для поддержания разнесения ламината 5 и внешнего элемента 2, когда картридж 1 сжимают. Предпочтительно, при использовании картридж 1 подвергается сжимающей нагрузке от 130 до 280 Н. Сила сжатия действует для предотвращения выхода картриджа из строя при повышении внутреннего давления, а также служит для прижимания внутреннего элемента 3 и внешнего элемента 2 друг к другу. Это обеспечивает то, что внутренние размеры каналов и прорезей в картридже 1 зафиксированы и не способны изменяться при повышении давления в картридже 1.

Для использования картриджа 1 его сначала вставляют в устройство для приготовления напитка, и входное отверстие 121 и выходное отверстие 122 вскрываются прокалывающими элементами устройства для приготовления напитка, которые пробивают и отгибают ламинат 5. Водная среда, в типичном случае вода под давлением, поступает в картридж 1 через входное отверстие 121 во входную камеру 26 под давлением от 0,1 до 2,0 бар. Оттуда вода направляется через прорези 30 и по каналу 16 и в фильтровальную камеру 130 картриджа 1 через множество прорезей 17. Вода нагнетается ра