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. Обычно, 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 водяного 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 или даже ингредиентов напитков без упаковки. Поэтому целью настоящего изобретения является создание вкладыша, машины для приготовления напитков и системы для приготовления напитков, которая позволяет потребителям использовать множество контейнеров с ингредиентами или ингредиентов без упаковки в одной и той же 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, выложенную с возможностью размещения в ней жесткого или полужесткого картриджа, при этом варочная головка содержит направленный вверх впускной канал для подачи воды в варочную головку и направленный вниз выпускной канал для вытекания напитка, приготовленного машиной, причем вкладыш содержит верхнюю часть, нижнюю часть и уплотнительное средство, при этом верхняя и нижняя части выполнены с возможностью перемещения между открытой конфигурацией, в которой можно загружать заданное количество ингредиентов напитка во вкладыш, и закрытой конфигурацией, в которой верхняя и нижняя части уплотнены уплотнительным средством с образованием между ними варочного объема, содержащего при эксплуатации упомянутое количество ингредиентов напитка, причем нижняя часть 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.

Вкладыш преимущественно обеспечивает розлив заданного количества ингредиентов напитка из машины для приготовления напитков, предназначенной для размещения в ней жестких, полужестких и гибких вкладышей, причем ингредиенты напитка не обязательно содержатся в картридже.

Упомянутое количество ингредиентов напитка, загружаемых при использовании во вкладыш, может не иметь упаковки. Например, во вкладыш можно загружать обжаренный и молотый кофе и листовой чай без упаковки. В этом случае вкладыш предпочтительно содержит фильтрующее средство между варочным объемом и выпускным каналом вкладыша. Это предотвращает попадание мелких частиц или листьев при розливе в чашку. Фильтр может быть расположен между верхней и нижней частями вкладыша таким образом, что будет окружать выпускной канал вкладыша. Как вариант, фильтр может накрывать сам проем выпускного канала.

Согласно альтернативному аспекту количество ингредиентов напитка, загружаемых во вкладыш, может содержаться в контейнере, который имеет фильтрующее средство. Контейнер может быть гибким. Контейнер может быть выполнен, по меньшей мере, частично из фильтровальной бумаги или фильтрующей мембраны. В частности, контейнер может быть фильтровальным пакетиком. Вкладыш преимущественно обеспечивает возможность извлечения ингредиентов напитка, заключенных в фильтровальном пакетике или аналогичном средстве, без необходимости правильного подбора размеров пакетика для варочной головки.

Согласно альтернативному аспекту контейнер является жестким или полужестким картриджем. Форма картриджа может быть любой из полусферической, цилиндрической, круглой или квадратной. Сам вкладыш может представлять собой картридж. Это позволяет использовать в машине для приготовления напитков картриджи, размеры которых не предназначены специально для варочной головки.

Уплотнительное средство может находиться на или в верхней части вкладыша. Как вариант, уплотнительное средство может находиться на или в нижней части вкладыша.

В одном варианте осуществления уплотнительное средство содержит кольцевое уплотнение для обеспечения уплотнения вокруг периферии варочного объема. Например, уплотнительное средство может содержать уплотнительное кольцо.

Уплотнительное средство предпочтительно выполнено из эластомерного материала.

В одном аспекте верхняя часть и нижняя часть отсоединены друг от друга. Это может оказаться выгодным при упрощении процесса загрузки. Верхняя часть и нижняя часть могут содержать взаимодействующие образования, обеспечивающие соединения верхней части и нижней части друг с другом путем защелкивания.

Одна или другая из верхней и нижней частей может быть полупостоянно установлена в варочной головке машины или вставлена в эту головку. Согласно альтернативному аспекту верхняя часть и нижняя часть соединены петлей, позволяющей перемещать верхнюю и нижнюю часть между открытой и закрытой конфигурациями. Петлевое соединение верхней и нижней частей преимущественно способствует предотвращению потери одной или другой части, когда вкладыш извлекают из машины.

Верхняя часть вкладыша предпочтительно является жесткой или полужесткой, вследствие чего давление, прикладываемое при использовании к верхней части вкладыша закрывающим механизмом машины для приготовления напитков при закрывании упомянутого закрывающего механизма, обеспечивает прижатие верхней и нижней частей вкладыша друг к другу с усилием, достаточным для того, чтобы уплотнительное средство могло обеспечить уплотнение верхней и нижней частей вкладыша при их смыкании друг с другом. Усилие, прикладываемое для уплотнения верхней и нижней частей закрывающим механизмом, предотвращает утечку воды или другой текучей среды при розливе.

Вкладыш предпочтительно является жестким или полужестким, вследствие чего давление, прикладываемое при использовании к верхней части вкладыша закрывающим механизмом машины для приготовления напитков при закрывании упомянутого закрывающего механизма, обеспечивает уплотнение нижней части вкладыша вблизи впускного отверстия варочной головки машины для приготовления напитков. Усилие, прикладываемое для уплотнения нижней части вкладыша вблизи впускного отверстия закрывающим механизмом, предотвращает утечку воды или другой текучей среды в месте, где вода попадает во вкладыш из впускного канала варочной головки.

Верхняя часть может быть выполнена в форме чашеобразной оболочки.

В одном аспекте, нижняя часть вкладыша выполнена в форме одной детали. Как вариант, нижняя часть вкладыша может быть выполнена более чем из одной детали.

Вкладыш может быть дискообразным. Это преимущественно максимизирует вместимость варочного объема, который может быть охвачен варочной головкой.

Вкладыш может быть выполнен из пластмассы.

Предпочтительно, впускной канал и выпускной канал вкладыша копланарны. Это с выгодой обеспечивает надлежащее уплотнение у варочной головки в местах, где варочная головка является по существу плоской. Как вариант, впускной канал и выпускной канал вкладыша не копланарны.

Вкладыш может содержать проем для размещения в нем, при введении вкладыша в машину для приготовления напитков, окна блока считывания штрихкода или блока считывания идентификационной радиометки (RFID) упомянутой машины. Этот проем может быть копланарным с впускным каналом и выпускным каналом вкладыша.

Впускной канал вкладыша может находиться на или вблизи периферии нижней части, а выпускной канал вкладыша может находиться в центре нижней части. Следовательно, при использовании поток через вкладыш может проходить из впускного канала в выпускной канал. Поток через вкладыш может проходить в основном в направлении внутрь - из впускного канала в выпускной канал. Поток, текущий внутрь, к центральному выпускному каналу, преимущественно позволяет придать машине для приготовления напитков габариты, делающие ее компактной.

Вкладыш может дополнительно содержать средство крепления вкладыша с возможностью поворота к машине для приготовления напитков.

Упомянутое поворотное средство может обеспечивать поворот вкладыша при закрывании закрывающего механизма машины для приготовления напитков с приданием горизонтальной ориентации, вследствие чего нижняя часть оказывается уплотненной у впускного канала варочной головки.

Упомянутое поворотное средство может содержать одну или более лап, которые выполнены с возможностью крепления к одной или нескольким точкам шарнира варочной головки и поворота вокруг них.

Вкладыш может также содержать кодовое средство для управления работой упомянутой машины для приготовления напитков. Кодовое средство может содержать штрихкод или идентификационную радиометку (RFID).

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 предпочтительно содержит варочную головку, выполненную с возможностью размещения в ней жесткого или полужесткого картриджа, при этом варочная головка содержит направленный вверх впускной канал для подачи воды в варочную головку и направленный вниз выпускной канал для вытекания напитка, приготовленного машиной. Преимущественно, машина для приготовления напитков является, в частности, компактной, потому что приток во вкладыш происходит в направлении вверх, а отток из него - в направлении вниз. Это исключает необходимость обеспечения верхней части варочной головки трубками для протекания воды, напитка или порошка, а также приводит к упрощенной конструкции машины и уменьшению габаритной высоты машины.

Впускной канал варочной головки может находиться на или вблизи периферии варочной головки, а выпускной канал варочной головки может находиться в центре варочной головки.

При введении вкладыша в варочную головку впускной канал и выпускной канал вкладыша предпочтительно оказываются над отверстиями направленного вверх впускного канала и направленного вниз выпускного канала варочной головки.

Варочная головка машины для приготовления напитков может содержать закрывающий механизм, выполненный с возможностью перемещения между открытой конфигурацией, в которой вкладыш можно вставлять в варочную головку, и закрытой конфигурацией, в которой вкладыш зажат внутри закрывающего механизма, с усилием, достаточным для того, чтобы уплотнительное средство вкладыша могло обеспечить уплотнение верхней и нижней частей вкладыша при их смыкании друг с другом.

Варочная головка машины для приготовления напитков может содержать закрывающий механизм, выполненный с возможностью перемещения между открытой конфигурацией, в которой вкладыш можно вставлять в варочную головку, и закрытой конфигурацией, в которой нижняя часть вкладыша уплотнена у впускного канала варочной головки машины для приготовления напитков.

Варочная головка может содержать неподвижную нижнюю часть и поворотную верхнюю часть, причем неподвижная нижняя часть содержит впускной канал и выпускной канал варочной головки, а верхняя часть выполнена с возможностью поворота из открытого положения, в котором вкладыш можно вставлять в варочную головку, и закрытого положения, в котором вкладыш находится в зацеплении между неподвижной нижней частью и поворотной верхней частью.

Вкладыш может быть прикреплен с возможностью поворота к варочной головке таким образом, что поворот верхней части варочной головки из открытого положения в закрытое приводит к повороту вкладыша с введением его в контакт с неподвижной нижней частью.

Вкладыш может быть выполнен с возможностью установки непосредственно на неподвижную нижнюю часть варочной головки, когда верхняя часть варочной головки находится в открытом положении. Такой вкладыш не нужно прикреплять к варочной головке.

Машина для приготовления напитков может содержать блок считывания для обнаружения штрихкода или идентификационной радиометки (RFID), находящейся на вкладыше.

Система может дополнительно содержать некоторое количество ингредиентов напитка. Согласно одному аспекту упомянутое количество ингредиентов напитка содержится в контейнере, имеющем фильтрующее средство. Ингредиенты напитков могут быть выбраны из группы, содержащей обжаренный и молотый кофе, листовой чай, порошкообразный кофе, порошкообразный чай, порошковое молоко, смесь «каппуччино», какао-порошок, а также жидкий шоколад, кофе, чай и молоко. Контейнер может быть гибким. Контейнер может быть выполнен, по меньшей мере, частично из фильтровальной бумаги или фильтрующей мембраны.

Настоящее изобретение также включает в себя способ розлива напитка с использованием машины для приготовления напитков, содержащей варочную головку, выполненную с возможностью размещения в ней жесткого или полужесткого картриджа, при этом варочная головка содержит направленный вверх впускной канал для подачи воды в варочную головку и направленный вниз выпускной канал для вытекания напитка, приготовленного машиной, причем способ включает в себя этапы, на которых:

открывают закрывающий механизм машины для приготовления напитков,

вставляют вкладыш по любому из пп. 1-35 формулы изобретения в варочную головку, причем упомянутый вкладыш содержит заданное количество ингредиентов напитка,

закрывают закрывающий механизм, зажимая вкладыш с достаточным усилием, так что уплотнительное средство вкладыша уплотняет верхнюю и нижнюю часть вкладыша при их смыкании друг с другом,

приводят в действие машину для приготовления напитков, пропуская воду вверх из впускного канала варочной головки по впускному каналу вкладыша в варочный объем вкладыша,

осуществляют розлив напитка, приготовленного в варочном объеме из воды и ингредиентов напитка, вниз по выпускному каналу вкладыша и выпускному каналу варочной головки.

Во вкладыш согласно настоящему изобретению можно загружать один или более компонентов напитка, подходящих для приготовления продукта в виде напитка. Этот продукт в виде напитка может быть одним из кофе, чая, 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 с фиг. 1а с варочной головкой в открытом положении;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

фиг. 17 - вид в разрезе внутреннего элемента картриджа;

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

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

фиг. 20 - вид в плане сверху внутреннего элемента с 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, иллюстрирующее его верхнюю и нижнюю части в разделенном состоянии;

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

фиг. 24 - вид сверху в перспективе вкладыша с фиг. 22, иллюстрирующее 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, иллюстрирующее расположение вкладыша с 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. В частности, варочная головка 250 предназначена для размещения в ней таких картриджей 1 и правильного розлива ингредиентов напитков, содержащихся в ней. В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения вкладыш выполнен с возможностью обеспечения розлива из варочной головки тех ингредиентов напитков, которые либо не имеют упаковки, либо содержатся в других контейнерах, таких как гибкие пакетики. Однако для того, чтобы облегчить понимание легко изменяемой работы машины для приготовления напитков и варочной головки, сначала - перед описанием самого вкладыша - будет описан пример 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, при необходимости, 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 можно заметить, глядя 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 30,2 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 ограничивают сосуд, имеющий внутреннее пространство 34.

На закрытой вершине 11 предусмотрен полый 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 он 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 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 вокруг 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 имеется тридцать семь щелей 17, отстоящих друг от друга в основном на одинаковые расстояния по периферии коллектора 16. В предпочтительном варианте щели 17 имеют длину от 1,4 до 1,8 мм. Обычно 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. Обычно 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, предусмотрена цилиндрическая стенка 27, которая образует впускную камеру 26 во внутреннем пространстве 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. Как вариант 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 от 2 до 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 виде 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 проходят 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. Сливной 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 вдоль периферии цилиндрической воронки 40. Несущие переборки 49 образуют 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 (инжекционного) формования, т.е точно так же, как внешний элемент 2.

Как вариант, 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 изображению (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, 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, потому, 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:

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 ниже.

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 оказывается опертым 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 лучше всего видно 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 от 5,0 до 10,2 граммов 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 применять множество способов сварки, таких как сварка нагревом или ультразвуко