Вкладыш, машина и система для приготовления напитков

Вкладыш, машина и система для приготовления напитков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к вкладышу, машине и системе для приготовления напитков.

Известно создание машин и систем для приготовления таких напитков, как кофе, чай и шоколад. Как правило, ингредиенты напитков в таких системах используют либо без упаковки, либо содержащимися в контейнере. Известно, что в некоторых машинах используют гибкие контейнеры, такие, как пакетики из фильтровальной бумаги, содержащие обжаренный и молотый кофе или листовой чай. Также хорошо известно, что в других машинах используют контейнеры в форме картриджей, которые могут быть жесткими, полужесткими или гибкими и которые пробиваются во время приготовления напитка. В обоих случаях машина для использования с такими контейнерами специально приспособлена для размещения контейнера конкретной конструкции в варочной головке и для пропускания воды и/или пара сквозь контейнер с целью приготовления напитка, розлив которого осуществляется впоследствии. Такую машину для приготовления напитков можно использовать на рынках товаров общепита или бытовых товаров. На рынке бытовых товаров потребители могут и не захотеть пользоваться отдельными машинами для приготовления напитков из разных ингредиентов напитков. Поэтому целью настоящего изобретения является создание вкладыша, машины для приготовления напитков и системы для приготовления напитков, которая обеспечивает потребителям использование множества контейнеров с ингредиентами или ингредиентов без упаковки в единственной машине для приготовления напитков. Согласно одному аспекту целью настоящего изобретения является создание вкладыша машины для приготовления напитков, который предназначен главным образом для использования с картриджами - жесткими, полужесткими или гибкими и который обеспечивает розлив ингредиентов напитков из гибких контейнеров, таких как фильтровальные пакетики, в машине для приготовления напитков.

Соответственно, согласно настоящему изобретению создан вкладыш для использования в машине для приготовления напитков, содержащей варочную головку, содержащую направленный вверх впускной канал для подачи воды в варочную головку и направленный вниз выпускной канал для вытекания напитка, приготовленного машиной, причем вкладыш содержит некоторое количество или выполнен с возможностью содержания при использовании некоторого количества ингредиентов напитка при использовании в варочном объеме, при этом нижняя поверхность вкладыша содержит впускной канал и выпускной канал, расположенные с возможностью сообщения соответственно с впускным каналом и выпускным каналом варочной головки машины для приготовления напитков, когда вкладыш вставлен в машину таким образом, что при его использовании вода из впускного канала варочной головки проходит вверх по впускному каналу вкладыша в варочный объем, и таким образом, что напиток, приготовленный из воды и упомянутого количества ингредиентов напитка, проходит вниз по выпускному каналу вкладыша, вытекая из выпускного канала варочной головки, характеризующийся тем, что нижняя поверхность вкладыша дополнительно содержит штрихкод или идентификационную радиометку (RFID), которые при эксплуатации считываются блоком считывания штрих-кода или RFID машины для приготовления напитков с целью управления работой машины для приготовления напитков, причем штрихкод или RFID расположены на нижней поверхности вкладыша таким образом, что линия, соединяющая выпускной канал вкладыша с центром штрихкода, и линия, соединяющая выпускной канал вкладыша с впускным каналом вкладыша, разделены минимальным угловым промежутком, превышающим 70 градусов.

Преимущественно, было обнаружено, что этот минимальный угловой промежуток между штрихкодом или RFID и впускным каналом повышает точность считывания штрихкода или RFID распознающими средствами, имеющимися в машине. Во-первых, результаты разделения при любом искажении зоны впускного канала оказывают минимальное негативное влияние на область штрихкода или RFID. Во-вторых, обнаружено, что возможна минимальная степень утечки текучей среды из зоны впускного канала во время розлива, поскольку розлив происходит под давлением. Эта текучая среда может разливаться, в частности, из-за капиллярного эффекта, между вкладышем и варочной головкой машины, приводя к частичному сокрытию штрихкода или RFID текучей средой, в результате чего повышается вероятность неправильного считывания штрихкода или RFID. Обнаружено, что при отделении штрихкода или RFID под углом, превышающим 70 градусов, эта проблема не возникает.

В предпочтительном варианте линия, соединяющая выпускной канал вкладыша с центром штрих-кода, и линия, соединяющая выпускной канал вкладыша с впускным каналом вкладыша, разделены минимальным угловым промежутком, превышающим 85 градусов или равным этой величине.

В предпочтительном варианте выпускной канал находится в центре или около центра нижней поверхности вкладыша. Штрихкод или RFID предпочтительно находится на или вблизи периферии нижней поверхности.

Вкладыш может быть дискообразным.

Вкладыш может быть картриджем. Картридж может быть жестким или полужестким. Нижняя поверхность может быть выполнена из слоистого материала. В этом случае впускной канал и выпускной канал картриджа могут быть участками нижней поверхности, которые открываются, например, посредством пробивания нижней поверхности для транспортировки при эксплуатации. В альтернативном варианте вкладыш может образовывать сосуд для размещения в нем ингредиентов напитка без упаковки. В альтернативном варианте вкладыш может образовывать сосуд для размещения в нем контейнера с ингредиентами напитка, причем этот контейнер содержит фильтрующее средство. В одном аспекте контейнер выполнен, по меньшей мере, частично из фильтровальной бумаги или фильтрующей мембраны. Например, контейнер может быть фильтровальным пакетиком.

Впускной канал и выпускной канал вкладыша могут быть открытыми. В альтернативном варианте впускной канал и выпускной канал вкладыша могут быть перед его использованием закрыты посредством хрупкой мембраны. Хрупкая мембрана может представлять собой отрывную часть.

Вкладыш может быть средством многоразового использования.

Впускной канал вкладыша, выпускной канал вкладыша, штрихкод или RFID могут быть копланарными. В альтернативном варианте впускной канал вкладыша, выпускной канал вкладыша, штрихкод или RFID могут быть некопланарными.

В предпочтительном варианте вкладыш дополнительно содержит средство для предотвращения вращения вкладыша в варочной головке после вставления вкладыша и закрывания варочной головки. Средство для предотвращения вращения может содержать направленную наружу рукоятку или язычковую часть.

Направленная наружу рукоятка или язычковая часть может быть расположена по существу диаметрально противоположно впускному каналу вкладыша.

Согласно настоящему изобретению также создана система для приготовления напитков, содержащая машину для приготовления напитков и вкладыш для использования в упомянутой машине, причем упомянутый вкладыш является таким, как описано выше.

Машина для приготовления напитков может содержать варочную головку, содержащую направленный вверх впускной канал для подачи воды в варочную головку, направленный вниз выпускной канал для вытекания напитка, приготовленного машиной, и блок считывания штрихкода или идентификационной радиометки (RFID), имеющий проем в варочной головке, через который можно передавать сигналы, причем линия, соединяющая выпускной канал машины с центром проема, и линия, соединяющая выпускной канал машины с впускным каналом машины, образуют угол, превышающий 70 градусов.

В предпочтительном варианте линия, соединяющая выпускной канал машины с центром проема, и линия, соединяющая выпускной канал машины с впускным каналом машины, образуют угол, превышающий 85 градусов или равный этой величине.

В предпочтительном варианте выпускной канал машины для приготовления напитков находится в центре или вблизи центра варочной головки.

Проем блока считывания штрихкода или RFID предпочтительно находится на или вблизи периферии варочной головки.

Варочная головка может содержать опору для размещения в ней вкладыша с обеспечением предотвращения относительного вращения вкладыша и варочной головки сразу же после закрывания варочной головки.

Опора может содержать углубление или отверстие для размещения в нем направленной наружу рукоятки или язычковой части вкладыша. Опора может содержать отверстие, через которое обеспечивается доступ к впускному каналу варочной головки, выпускному каналу варочной головки и проему блока считывания штрих-кода или блока считывания RFID.

Варочная головка может содержать полость для размещения в ней вкладыша, при этом один конструктивный элемент из вкладыша или полости содержит шпонку, а другой конструктивный элемент из вкладыша или полости содержит выемку, причем взаимное зацепление шпонки и выемки предотвращает относительное вращение вкладыша и варочной головки сразу же после закрывания варочной головки.

Вкладыш согласно настоящему изобретению может содержать один или более ингредиентов напитка, подходящих для приготовления продукта, являющегося напитком, или может быть загружен одним или более упомянутых ингредиентов. Продукт, являющийся напитком, может быть, например, одним из кофе, шоколада или напитка на основе молочного продукта, включая молоко. Ингредиенты напитка могут быть порошкообразными, молотыми, имеющими основой листья, или жидкими. Ингредиенты напитка могут быть нерастворимыми или растворимыми. Примеры включают в себя обжаренный и молотый кофе, листовой чай, какао-порошок и сухой суповой концентрат, жидкие напитки на основе молочных продуктов, газированные напитки и концентрированные фруктовые соки.

В нижеследующем описании термины «верхний» и нижний», а также их эквиваленты будут употребляться для характеристики относительного расположения признаков изобретения. Термины «верхний» и «нижний», а также их эквиваленты следует понимать как относящиеся к вкладышу (или другим компонентам) в его (их) обычной ориентации при вставлении в машину для приготовления напитков и последующем розливе. Кроме того, для описания относительного расположения признаков изобретения будут употребляться термины «внутренний» и «внешний», а также их эквиваленты. Термины «внутренний» и «внешний», а также их эквиваленты следует понимать как относящиеся к относительным положениям вкладыша (или других компонентов), находящихся соответственно ближе или дальше от центра или главной оси Х вкладыша (или другого компонента).

Теперь, лишь в качестве примера, будет приведено описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1а - вид спереди в перспективе машины для приготовления напитков согласно настоящему изобретению;

фиг.1b - вид спереди в перспективе машины согласно фиг.1а с варочной головкой в открытом положении;

фиг.2 - вид сзади в перспективе машины согласно фиг.1а, на котором для ясности не показаны некоторые детали;

фиг.3 - еще один вид сзади в перспективе машины согласно фиг.1а, на котором для ясности не показаны некоторые детали;

фиг.4 - вид в перспективе варочной головки машины согласно фиг.1а, на котором для ясности не показаны некоторые детали;

фиг.5 - еще один вид в перспективе варочной головки машины согласно фиг.1а, на котором для ясности не показаны некоторые детали;

фиг.6 - вид в поперечном разрезе варочной головки в закрытом положении;

фиг.7 - вид в поперечном разрезе варочной головки в открытом положении, причем головка изображена содержащей вкладыш в форме картриджа согласно настоящему изобретению;

фиг.8 - схематическая компоновка машины согласно фиг.1а;

фиг.9а и 9b - схематические компоновки первого и второго распознающих код средств для машины согласно фиг.1а;

фиг.10 - вид в плане содержащего штрихкод картриджа с ингредиентами напитка согласно настоящему изобретению;

фиг.11 - вид в поперечном разрезе внешнего элемента картриджа согласно настоящему изобретению, который может быть использован в машине для приготовления напитков согласно настоящему изобретению;

фиг.12 - вид в поперечном разрезе детали внешнего элемента согласно фиг.11, иллюстрирующий цилиндрический выступ, направленный внутрь;

фиг.13 - вид в поперечном разрезе детали внешнего элемента согласно фиг.11, иллюстрирующий щель;

фиг.14 - вид сверху в перспективе внешнего элемента согласно фиг.11;

фиг.15 - вид сверху в перспективе внешнего элемента согласно фиг.11 в перевернутой ориентации;

фиг.16 - вид в плане сверху внешнего элемента согласно фиг.11;

фиг.17 - вид в разрезе внутреннего элемента картриджа;

фиг.18 - вид сверху в перспективе внутреннего элемента согласно фиг.17;

фиг.19 - вид сверху в перспективе внутреннего элемента согласно фиг.17 в перевернутой ориентации;

фиг.20 - вид в плане сверху внутреннего элемента согласно фиг.17;

фиг.21 - вид в разрезе картриджа в собранном состоянии;

фиг.22 - вид сверху в перспективе еще одного варианта осуществления вкладыша в соответствии с настоящим изобретением, иллюстрирующий его верхнюю и нижнюю части в разделенном состоянии;

фиг.23 - вид снизу в перспективе нижней части вкладыша согласно фиг.22;

фиг.24 - вид сверху в перспективе вкладыша согласно фиг.22, иллюстрирующий его верхнюю и нижнюю части, герметично соединенные друг с другом; и

фиг.25 - вид в перспективе варочной головки машины для приготовления напитков в открытом положении, иллюстрирующий размещение вкладыша согласно фиг.22 в упомянутой головке.

Система для приготовления напитков

На фиг.1а-9b показана машина 201 для приготовления напитков согласно настоящему изобретению. Машина 201 для приготовления напитков в общем случае включает в себя корпус 210, содержащий резервуар 220 для воды, водонагреватель 225, водяной насос 230, воздушный компрессор 235, управляющий процессор, пользовательский интерфейс 240 и варочную головку 250. В свою очередь, варочная головка 250 в общем случае содержит держатель 251, распознающее средство 252, а также впускной и выпускной пробойники 253, 254.

Машина 201 для приготовления напитков выполнена с возможностью розлива ингредиентов напитков из вкладышей в форме картриджей 1, таких, как показанные на фиг.10-21, а также из вкладышей 400, таких, как показанные на фиг.22-25, которые при эксплуатации загружены ингредиентами напитков без упаковки или упакованных в контейнерах других типов, таких, как гибкие пакетики. Чтобы облегчить понимание в полном объеме легко изменяемой работы машины для приготовления напитков, сначала - перед описанием вкладыша 400 и его использования - будет описан пример вкладыша в форме картриджа 1 и его использование в машине 201 для приготовления напитков, пояснение которой приведено выше.

Картридж для использования в системе

Как показано на фиг.10-21, картридж 1 в общем случае содержит внешний элемент 2, внутренний элемент 3 и слоистый материал 5. Внешний элемент 2, внутренний элемент 3 и слоистый материал 5 собраны в форме картриджа 1, который имеет внутреннее пространство 120 для содержания одного или более ингредиентов напитка, впускной канал 121, выпускной канал 122 и путь протекания напитка, связывающий впускной канал 121 с выпускным каналом 122 и проходящий сквозь внутреннее пространство 120. Впускной канал 121 и выпускной канал 122 сначала герметизированы слоистым материалом 5, и их открывают при эксплуатации, пробивая или прорезая слоистый материал 5. На путь протекания напитка наложены ограничения в виде пространственных межэлементных соотношений между внешним элементом 2, внутренним элементом 3 и слоистым материалом 5, которые рассмотрены ниже. Картридж 1 может, по выбору, включать в себя и другие компоненты, такие, как фильтр 4, как будет дополнительно описано ниже.

Картридж 1 предпочтительно предназначен для использования при раздаче отфильтрованных продуктов, таких, как обжаренный и молотый кофе или листовой чай. Однако картридж 1 можно использовать и с другими продуктами, такими, как шоколад, кофе, чай, подслащивающие вещества, сладкие наливки, ароматизирующие вещества, алкогольные напитки, ароматизированное молоко, фруктовые соки, сквоши (соки с мякотью), соусы и десерты.

Как показано на фиг.15, общая форма картриджа 1 в общем случае является круглой или дискообразной, причем диаметр картриджа 1 значительно больше, чем его высота. Главная ось Х проходит через центр внешнего элемента, как показано на фиг.11. Как правило, габаритный диаметр внешнего элемента 2 составляет 74,5 мм±6 мм, а габаритная высота составляет 16 мм±3 мм. Как правило, объем картриджа 1 в сборе составляет 20,2 мл±20%.

Внешний элемент 2 в общем случае содержит чашеобразную оболочку 10, имеющую криволинейную кольцевую стенку 13, закрытую вершину 11 и открытое дно 12. Диаметр внешнего элемента 2 на вершине 11 меньше, чем на дне 12, что является следствием расширения кольцевой стенки 13, когда она проходит от закрытой вершины 11 к открытому дну 12. Кольцевая стенка 13 и закрытая вершина 11 совместно образуют сосуд, имеющий внутреннее пространство 34.

На закрытой вершине 11 предусмотрен направленный внутрь цилиндрический выступ 18 с центром на главной оси Х. Как яснее показано на фиг.12, этот цилиндрический выступ 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 является еще одним прямым круговым цилиндром и закрыт нижним торцом 31. Диаметр первого, второго и третьего участков 19, 20 и 21 претерпевает ступенчатое уменьшение таким образом, что диаметр цилиндрического выступа 18 уменьшается по мере прохождения от вершины 11 к закрытому нижнему торцу 31 цилиндрического выступа 18. На цилиндрическом выступе 18 в сопряжении между вторым и третьим участками 20 и 21 выполнен в основном горизонтальный заплечик 32.

Во внешнем элементе 2 выполнен заплечик 33, выступающий наружу по направлению к дну 12. Выступающий наружу заплечик 33 образует вспомогательную стенку 15, соосную с кольцевой стенкой 13, таким образом, что ограничивает кольцевую дорожку, образующую коллектор 16 между вспомогательной стенкой 15 и кольцевой стенкой 13. Коллектор 16 проходит по периферии внешнего элемента 2. В кольцевой стенке 13 предусмотрена последовательность щелей 17 вровень с коллектором 16 для обеспечения сообщения посредством газа и жидкости между коллектором 16 и внутренним пространством 34 внешнего элемента 2. Как показано на фиг.13, щели 17 представляют собой вертикальные прорези в кольцевой стенке 13. Количество предусматриваемых щелей составляет от 20 до 40. В иллюстрируемом варианте осуществления предусмотрены тридцать семь щелей 17, отстоящих в основном на одинаковые расстояния по периферии коллектора 16. В предпочтительном варианте, щели 17 имеют длину от 1,4 до 1,8 мм. В типичном случае, длина каждой щели равна 1,6 мм, что составляет 10% от габаритной высоты внешнего элемента 2. Ширина каждой щели составляет от 0,25 до 0,35 мм. В типичном случае, ширина каждой щели равна 0,3 мм. Такая ширина щелей достаточно мала, чтобы предотвратить прохождение ингредиентов напитка через эти щели в коллектор 16 либо во время хранения, либо при эксплуатации.

Во внешнем элементе 2, на периферии внешнего элемента 2, выполнена впускная камера 26. Как лучше всего показано на фиг.15, имеется цилиндрическая стенка 27, которая образует впускную камеру 26 в пределах внутреннего пространства 34 внешнего элемента 2 и отделяет упомянутую камеру от этого пространства. Цилиндрическая стенка 27 имеет закрытый верхний торец 28, который образован в плоскости, перпендикулярной главной оси Х, и открытый нижний конец 29, копланарный с дном 12 внешнего элемента 2. Впускная камера 26 сообщается с коллектором 16 через две щели 30, как показано на фиг.11. В альтернативном варианте для сообщения между коллектором 16 и впускной камерой 26 можно использовать от одной до четырех щелей.

Нижний конец выступающего наружу заплечика 33 снабжен выступающим наружу фланцем 35, который выступает перпендикулярно главной оси Х. Как правило, фланец 35 имеет ширину между 2 и 4 мм. Один участок фланца 35 является более крупным, образуя рукоятку 24, за которую можно держать внешний элемент 2. Рукоятка 24 снабжена повернутым вверх ободом 25 для улучшения захвата.

Верхний элемент 2 выполнен в форме одной цельной детали из полиэтилена высокой плотности, полипропилена, полистирола, сложного полиэфира или слоистого материала, содержащего два или более из упомянутых материалов. Подходящим полипропиленом является вещество из семейства полимеров, поставляемых фирмой DSM UK Limited (Реддитч, Соединенное Королевство). Внешний элемент может быть непрозрачным, прозрачным или полупрозрачным. Процессом его изготовления может быть литьевое инжекционное формование.

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

Как лучше всего видно на фиг.18, кольцевой каркас 41 содержит внешний обод 51 и внутреннюю ступицу 52, соединенные десятью равностоящими друг от друга радиальными спицами 53. Внутренняя ступица 52 выполнена как единое целое с цилиндрической воронкой 40 и выступает из нее. В кольцевом каркасе 41 между радиальными спицами 53 выполнены фильтрационные проемы 55. На кольцевом каркасе 41 расположен фильтр 4, накрывающий фильтрационные проемы 55. Этот фильтр предпочтительно выполнен из материала с высокой влагостойкостью, например, нетканого материала волокон сложного полиэфира. Другие материалы, которые можно использовать, включают в себя водонепроницаемый целлюлозный материал, такой, как целлюлозный материал, содержащий переплетенные волокна бумаги. Переплетенные волокна бумаги могут быть смешаны с волокнами полипропилена, поливинилхлорида и/или полиэтилена. Включение этих пластмасс в целлюлозный материал делает этот целлюлозный материал термоплавким. Фильтр 4 также может быть обработан или покрыт материалом, который активируется нагревом и/или давлением, вследствие чего он может быть наплавлен на кольцевой каркас 41.

Как показано в профиле разреза на фиг.17, внутренняя ступица 52 располагается ниже, чем внешний обод 51, что приводит к наличию скошенного нижнего профиля у кольцевого каркаса 41.

Верхняя поверхность каждой спицы 53 снабжена вертикальной переборкой 54, которая делит пустое пространство над кольцевым каркасом 51 на множество проходов 57. Каждый проход 57 ограничен на каждой стороне переборкой 54, а на нижней поверхности - фильтром 4. Проходы 57 идут от внешнего обода 51 вниз к цилиндрической воронке 40 и открываются в нее в отверстиях 56, ограниченных внутренними оконечностями переборок 54.

Цилиндрическая воронка 40 содержит внешнюю трубку 42, окружающую внутренний сливной желоб 43. Внешняя трубка 42 образует внешнюю поверхность цилиндрической воронки 40. Сливной желоб 43 соединен с внешней трубкой 42 на верхнем конце сливного желоба 43 посредством кольцевого фланца 47. Спускной желоб 43 содержит впускной канал 45 на верхнем конце, который сообщается с отверстиями 56 проходов 57, и выпускной канал 44 на нижнем конце, через который приготовленный напиток сливается в чашку или другой сосуд. Сливной желоб 43 содержит участок 48 в форме усеченного конуса на верхнем конце и цилиндрический участок 58 на нижнем конце. Цилиндрический участок 58 может иметь небольшую конусность, вследствие которой он сужается к выпускному каналу 44. Участок 48 в форме усеченного конуса способствует направлению напитка из проходов 57 вниз к выпускному каналу 44 без внесения турбулентности в напиток. Верхняя поверхность участка 48 в форме усеченного конуса снабжена четырьмя несущими переборками 49, равностоящими друг от друга по периферии цилиндрической воронки 40. Несущие переборки 49 ограничивают между собой каналы 50. Верхние края несущих переборок 49 выровнены друг с другом и перпендикулярны главной оси Х.

Внутренний элемент 3 может быть выполнен в форме одной цельной детали из полипропилена или аналогичного материала, как описано выше, и способом литьевого формования - точно так же, как внешний элемент 2.

В альтернативном варианте внутренний элемент 3 и/или внешний элемент 2 могут быть изготовлены из полимера, подверженного биологическому разложению. Примеры подходящих материалов включают в себя полиэтилен, подверженный разложению (например, SPITEK, поставляемый фирмой Symphony Environmental, Борхэмвуд, Соединенное Королевство), полиэфирамид, подверженный биологическому разложению (например, ВАК 1095, поставляемый фирмой Symphony Environmental), полимолочные кислоты (ПМА, поставляемые фирмой Cargil, штат Миннесота, США), полимеры на основе крахмала, производные целлюлозы и полипептиды.

Слоистый материал 5 образован из двух слоев, т.е. из первого слоя алюминия и второго слоя 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 слой алюминия имеет толщину 0,06 мм, а слой литого полипропилена имеет толщину 0,025 мм. Этот слоистый материал целесообразен, в частности, благодаря тому, что он обладает большим сопротивлением скручиванию во время сборки. В результате слоистый материал 5 можно предварительно разрезать, придавая ему правильные размеры и форму, а затем транспортировать на станцию сборки в технологической линии без искажения формы. Вследствие этого слоистый материал 5 весьма подходит, в частности, для сварки. Можно использовать и другие слоистые материалы, включая такие слоистые материалы, как полиэтилентерефталат (ПЭТФ)/алюминий/полипропилен (ПП), полиэтилен (ПЭ)/сополимер этилена и винилового спирта (СЭиВС)/ПП, ПЭТФ/слой металлизации/ПП и алюминий/ПП. Вместо штампованного исходного материала можно использовать катаный исходный слоистый материал.

Вместо гибкого слоистого материала картридж 1 может быть закрыт жесткой или полужесткой крышкой.

Сборка картриджа 1 предусматривает следующие этапы, на которых:

а) вставляют внутренний элемент 3 во внешний элемент 2;

б) вырезают фильтр 4, придавая ему нужную форму и устанавливая на внутренний элемент 3 так, чтобы он оказался расположенным поверх цилиндрической воронки 40 и опирался на кольцевой каркас 41;

в) соединяют внутренний элемент 3, внешний элемент 2 и фильтр 4 посредством ультразвуковой сварки;

г) наполняют картридж 1 одним или несколькими ингредиентами напитка;

д) прикрепляют слоистый материал 5 к внешнему элементу 2.

Эти этапы будут подробнее рассмотрены далее.

Внешний элемент 2 ориентируют так, чтобы его открытое дно 12 было направлено вверх. Затем внутренний элемент 3 вставляют во внешний элемент 2, устанавливая внешний обод 51 по скользящей посадке в осевом выступе 14 на вершине 11 картриджа 1. При этом цилиндрический выступ 18 внешнего элемента 2 оказывается заключенным в верхнем участке цилиндрической воронки 40 внутреннего элемента 3. Третий участок 21 цилиндрического выступа 18 сажают внутрь цилиндрической воронки 40 внутреннего элемента 3 таким образом, что закрытый нижний торец 31 цилиндрического выступа 18 опирается на несущие переборки 49 внутреннего элемента 3. Затем устанавливают фильтр 4 поверх внутреннего элемента 3 так, чтобы фильтрующий материал контактировал с кольцевым ободом 51. Затем используют процесс ультразвуковой сварки, чтобы соединить фильтр 4 с внутренним элементом 3 и в то же время, и на том же технологическом этапе соединить внутренний элемент 3 с внешним элементом 2. Внутренний элемент 3 и фильтр 4 сваривают вокруг внешнего обода 51. Внутренний элемент 3 и внешний элемент 2 соединяют посредством линий сварных швов вокруг внешнего обода 51, а также верхних краев переборок 54.

Как показано на фиг.21, внешний элемент 2 и внутренний элемент 3, когда они соединены друг с другом, образуют пустое пространство 130 во внутреннем пространстве 120 под кольцевым фланцем 41 и снаружи цилиндрической воронки 40, которое образует фильтрационную камеру. Фильтрационная камера 130 и проходы 57 над кольцевым каркасом 41 разделены фильтровальной бумагой 4.

Фильтрационная камера 130 содержит один или более ингредиентов 200 напитка. В фильтрационную камеру 130 пакуют один или более ингредиентов напитка. В случае фильтруемого напитка ингредиентом, как правило, является обжаренный и молотый кофе или листовой чай. Плотность набивки ингредиентов в фильтрационной камере 130 можно изменять, если это желательно. Как правило, в случае продукта, являющегося фильтруемым кофе, фильтрационная камера содержит обжаренный и молотый кофе в количестве между 5,0 и 10,2 граммами в фильтрационном слое, толщина которого, как правило, составляет от 5 до 14 мм. По выбору, внутреннее пространство 120 может содержать одно или более тел, таких, как сферы, которые свободно перемещаются во внутреннем пространстве 120, способствуя перемешиванию за счет внесения турбулентности и разрушения осадков ингредиентов напитка при сливе напитка.

Затем слоистый материал 5 прикрепляют к внешнему элементу 2 путем формирования сварного шва 126 вокруг периферии слоистого материала 5 для соединения слоистого материала 5 с нижней поверхностью выступающего наружу фланца 35. Сварной шов 126 расширяют для герметизации слоистого материала 5 у нижнего края цилиндрической стенки 27 впускной камеры 26. Кроме того, формируют сварной шов 125 между слоистым материалом 5 и нижним краем внешней трубки 42 цилиндрической воронки 40. Слоистый материал 5 образует нижнюю стенку фильтрационной камеры 130, а также герметизирует впускную камеру 26 и цилиндрическую воронку 40. Вместе с тем, между слоистым материалом 5 и нижним краем сливного желоба 43 перед розливом имеется малый зазор 123. Можно использовать множество способов сварки, таких, как сварка нагревом или ультразвуковая сварка, в зависимости от характеристик материала, присущих слоистому материалу 5.

Внутренний элемент 3 преимущественно проходит между внешним элементом 2 и слоистым материалом 5. Внутренний элемент 3 сформирован из относительно жесткого материала, такого, как полипропилен. Как таковой, внутренний элемент 3 образует несущий нагрузку элемент, который действует, удерживая слоистый материал 5 и внешний элемент 2 отстоящими друг от друга при сжатии картриджа 1. В предпочтительном варианте картридж 1 при эксплуатации подвергается воздействию сжимающей нагрузки, составляющей от 130 до 280 Н. Эта сжимающая нагрузка действует, предотвращая выпадение картриджа вследствие нагнетания давления внутри, а также служит для прижатия внутреннего элемента 3 и внешнего элемента 2 друг к другу. Это обеспечивает то, что внутренние размеры проходов и проемов в картридже 1 останутся фиксированными и не смогут изменяться при нагнетании давления в картридже 1.

Чтобы использовать картридж 1, его сначала вставляют в машину для приготовления напитков и открывают впускной канал 121 и выпускной канал 122 с помощью пробойников машины для приготовления напитков, которые пробивают слоистый материал 5 и отгибают его. Водная среда, как правило, - вода, под давлением входит в картридж 1 через впускной канал 21, попадая во впускную камеру 26 под давлением, находящимся в диапазоне от 0,1 до 2,0 бар. Отсюда вода направляется таким образом, что протекает через щели 30 по коллектору 16 и далее в фильтрационную камеру 130 картриджа 1 через множество щелей 17. Вода нагнетается через фильтрационную камеру 130 в радиальном направлении внутрь и смешивается с содержащимися в ней ингредиентами 200 напитка. В то же время вода нагнетается вверх через ингредиенты напитка. Напиток, образовавшийся за счет прохождения воды через ингредиенты напитка, проходит через фильтр 4 и фильтрационные проемы 55 в проходы 57, лежащие над кольцевым каркасом 41. Герметичная установка фильтра 4 на спицы 53 и сваривание обода 51 с внешним элементом 2 обеспечивают то, что не будет «цепей короткого замыкания» и что весь напиток будет вынужден пройти через фильтр 4.

Затем напиток течет вниз по радиальным проходам 57, образованным между переборками 54, через отверстия 56 и далее в цилиндрическую воронку 40. Напиток проходит по каналам 50 между несущими переборками 49 вниз по сливному желобу 43 к выпускному каналу 44, где напиток сливается в сосуд, такой, как чашка.

Машина для приготовления напитков предпочтительно содержит аппарат продувки воздухом, посредством которого сжатый воздух нагнетается через картридж 1 в конце цикла розлива, чтобы согнать остающийся напиток в сосуд.

В соответствии с настоящим изобретением картридж 1 снабжен штрихкодом 320 на слоистом материале, как показано на фиг.10. Штрихкод 320 образован из множества штрихов контрастирующего цвета. В предпочтительном варианте штрихи являются черными на белом фоне, чтобы максимизировать контраст. Штрихкод 320 не обязательно должен соответствовать какому-либо опубликованному стандарту, но можно использовать и стандартный формат для штрихкодов, такой, как EAN-13, UPC-A или Interleaf 2 of 5.

Как показано на фиг.10, штрихкод 320 расположен заданным образом относительно впускного канала 121 и выпускного канала 122 картриджа 1. Как должно быть видно из вышеизложенного описания картриджа 1, впускной канал 121 и выпускной канал 122 могут просто представлять собой участки слоистого материала 5, которые при эксплуатации будут пробиты пробойниками машины, как описано ниже. К впускному каналу и выпускному каналу не предъявляются требования наличия маркировки на слоистом материале, и они показаны на фиг.10 в иллюстративных целях. В соответствии с изобретением, штрих-код 320 и впускной канал 121 картриджа 1 разделены минимальным угловым расстоянием. Можно определить линию 328, проходящую от центра картриджа 1 через центр штрихкода 320. Кроме того, можно определить линию 329, проходящую от центра картриджа 1 через центр впускного канала 121. В соответствии с настоящим изобретением угол α, образуемый этими двумя линиями, превышает 70 градусов. В предпочтительном варианте угол α превышает 85 градусов или равен этой величине. Когда выпускной канал 122 находится в центре картриджа 1, как в проиллюстрированном варианте осуществления, линии 328 и 329 проходят от центра выпускного канала 122 к штрихкоду 320 и впускному каналу 121 соответственно. Преимущественно, этот минимальный угловой промежуток между штрихкодом 320 и впускным каналом 121 повышает точность считывания штрихкода 320 распознающим средством, имеющимся в машине, как описано ниже. Уверенность в этом имеется по двум причинам. Во-первых, результаты разделения при любом искажении зоны впускного канала слоистого материала оказывают минимальное негативное влияние на область штрихкода 320. Во-вторых, обнаружено, что возможна минимальная степень утечки текучей среды из зоны впускного канала картриджа 1 во время розлива, поскольку розлив происходит под давлением. Эта текучая среда может разливаться, в частности, из-за капиллярного эффекта между слоистым материалом вкладыша и варочной головкой 250, приводя к частичному сокрытию штрихкода 320 текучей средой, в результате чего повышается вероятность неправильного считывания штрихкода 320. Обнаружено, что при отделении штрихкода 320 под углом, превышающим 70 градусов, эта проблема не возникает. В альтернативном варианте штрихкод 320 заменен идентификационной радиометкой (RFID), расположенной так же, как описано выше.

В предпочтительном варианте штрихкод 320 также расположен вблизи периферии слоистого материала 5, чтобы отделить штрих-код 320 от выпускного канала 122 во избежание искажения штрихкода 320 при пробивке выпускного канала 122.

Картридж 1, описанный выше, приведен в качестве примера картриджа того типа, который может нести штрихкод 320 в соответствии с настоящим изобретением. Для розлива напитков других типов, например, вспененного молока, кофе «экспрессо», шоколада, можно предусмотреть другие картриджи, каждый из которых в соответствии с настоящим изобретением снабжен штрихкодом или RFID, обозначенными ссылочной позицией 320, как описано выше.

Машина для приготовления напитков

Как показано на фиг.1а, корпус 210 содержит и удерживает в заданном положении другие компоненты машины 201. Корпус 210 предпоч