Машина для приготовления напитка

Машина для приготовления напитка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к усовершенствованной машине для приготовления напитка, и особенно к машине для приготовления напитка, использующей предварительно упакованные емкости с ингредиентами напитка.

Кофейни являются частью кофейной культуры с 17 века. С годами способы приготовления кофе были усовершенствованы, и мастера обучены приготовлению лучших кофейных напитков. Первые кофе-машины появились в начале 1800 годов, а автоматическая эспрессо-машина была изобретена в 1930 годах. Автоматизация процесса приготовления кофе привела, в свою очередь, к быстрому росту, особенно в последние десять лет, числа кофеен и магазинов кофе с большим числом специализированных напитков, таких как эспрессо и капуччино, спрос на которые очень велик. Эти виды напитков считались элитными, поскольку требовали дорогие, сложные машины с высоким давлением, необходимым для их приготовления, которыми могли правильно управлять и поддерживать в рабочем состоянии только обученные бармены для приготовления напитков высокого качества. Специалисты соглашаются, что эспрессо может быть испорчен плохо обученным оператором, несмотря на использование машины и кофе хорошего качества. Эта тенденция, однако, привела не только к повышению спроса пользователей на элитные напитки высшего качества, но также к спросу на широкий ассортимент специализированных напитков и возможность приготовления таких напитков у себя дома.

Хотя не существует установленного технического определения, в целом понятно, что по сравнению с фильтрованным кофе, качественный эспрессо, приготовленный барменом, имеет более густую консистенцию благодаря более высокому содержанию растворенных в воде веществ и капель высококачественного масла, экстрагированных в напиток. Однородная, но густая темная красно-коричневая кофейная пенка («крема») составляет 10-30% напитка. Кофейная пенка - это многофазная эмульсия воздуха и масел, протеинов и Сахаров, экстрагированных из кофе, приготовленного при высоком давлении, обычно около 9-10 бар. Высокое давление увеличивает степень увлажнения кофе и улучшает экстракцию, которая отвечает за получение кофейной пенки.

Пользователи эспрессо признают, что эспрессо, приготовленный с использованием воды холоднее оптимальной температуры, имеет кисловатый вкус, а эспрессо, приготовленный с использованием воды теплее оптимальной температуры, имеет горький вкус. Оптимальная температура должна составлять от 92° до 96°С. Другие факторы, влияющие на качество эспрессо, включают: обжаривание и созревание кофейных зерен, размер частиц, уплотнение частиц перед варкой и время варки. Эспрессо лучшего качества достигается посредством баланса между этими основными элементами процесса варки.

Бытовые кофе-машины появились в основном с момента изобретения первых фильтрующих устройств изобретенных в 1960 годах, и сегодня кофе-машина является естественным элементом кухонной техники во многих семьях. Некоторые из таких машин выдают отдельные порции напитка прямо в резервуар для питья и выводит напиток из основной массы ингредиентов напитка или из отдельных упаковок ингредиентов напитка, таких как капсулы, чалды или картриджи. В последующем описании все подобные упаковки будут обозначаться общим термином «картридж». Машины, использующие картриджи, не требуют очистки и позволяют пользователю выбирать напиток. Пример одного вида такого картриджа раскрыт в ЕР-А-1440903. Напитки получают варкой, смешиванием, растворением или экстрагированием ингредиентов напитка в воде. Например, для кофейных напитков, горячая вода пропускается через картридж для получения извлеченного раствора. Популярность использования картриджей в таких машинах стала возрастать благодаря удобству и качеству получаемых напитков.

Пример машины для приготовления напитков с использованием такого вида картриджа раскрыт в ЕР-А-1440644. Этот вид машины обеспечивал, в частности, усовершенствование известного прототипа в том, что он работал при меньшем давлении, чем ранее известные машины, произведенные больше для коммерческого рынка или рынка производителей, чем для домашнего использования. Следовательно, он больше подходил для домашнего использования из соображений цены надежности эксплуатационных качеств. Однако, проблема устройств, работающих при низком давлении, такова, что они не могут производить эспрессо высокого качества, который требует высокого давления.

С изменением пользовательских предпочтений, однако, существует потребность в бытовых машинах, которые могут производить эспрессо высокого качества и ряд других напитков, для работы с которыми не требуется обучение, доступные и требующие минимум очистки или не требующие ее вообще.

Некоторые машины, доступные на рынке, обеспечивают приготовление напитков более высокого качества, но по тем или иным причинам они являются сравнительно дорогими. Примеры таких машин - Gaggia L Amante, Gaggia Evolution, Nespresso Delonghi Latissima 660, и Krups XN2101, которые используют капсульную систему.

Большинство этих машин требуют картриджей особой конструкции повышенной сложности или из особых материалов для работы с высоким давлением в процессе варки эспрессо. Эти картриджи обычно содержат фильтры, и процесс использует геометрию картриджа для производства напитка требуемого качества при высоком давлении. Это ограничивает использование картриджей в именно той машине, для которой они сконструированы.

Однако, желательно обеспечить усовершенствованную машину для приготовления различных напитков, включая эспрессо отличного качества, а также другие напитки не являющиеся эспрессо, предпочтительно с использованием заранее изготовленных картриджей для напитка. Эта машина может также быть машиной для варки насыпного материала или другой машиной, не использующей картриджа.

Также желательно обеспечить машину, взаимно совместимую с существующими картриджами, такими как раскрытые в ЕР-А-1440903, используемыми в существующих машинах для приготовления напитков при низком давлении.

Таким образом, настоящее изобретение касается машины для приготовления напитков из картриджа, содержащего один или более ингредиентов напитка. Данная машина включает устройство распознавания картриджа для определения приготавливаемого типа напитка из картриджа, вставленного в машину, и характеризуется тем, что она снабжена клапаном изменяемой геометрии, расположенным по ходу после картриджа, когда он вставлен в машину, при этом указанный клапан позволяет приготавливать напитки в диапазоне различных давлений посредством того, что он имеет по меньшей мере одно открытое положение и по меньшей мере одно положение ограничения потока, и контроллером для выбора исходного положения клапана и управления последующей работой клапана в соответствии с типом приготавливаемого напитка, определенным устройством распознавания картриджа.

Клапан изменяемой геометрии предпочтительно дополнительно имеет закрытое положение, предотвращающее поток, и/или положение очистки для отвода отходов при очистке из выдачной области.

Предпочтительно, контроллер запрограммирован для изменения положения клапана изменяемой геометрии во время приготовления напитка соответственно давлению и/или требованиям потока цикла приготовления напитка

Клапан изменяемой геометрии может представлять собой вращающийся шаровой клапан или зажимной клапан.

Положение ограничения потока клапана изменяемой геометрии предпочтительно создает противодавление в картридже от 2 до 9 бар, и, предпочтительно, от 2 до 6 бар.

Изобретение также касается способа приготовления напитков, использующего машину для приготовления напитков из картриджа, содержащего один или более ингредиентов напитка, при этом указанная машина включает клапан изменяемой геометрии, расположенный по ходу после картриджа, когда картридж вставлен в машину, при этом указанный клапан позволяет приготавливать напитки в диапазоне различных давлений и имеет по меньшей мере открытое положение, не ограничивающее поток напитка, и положение ограничения потока, и устройство распознавания картриджа для определения типа напитка, подлежащего приготовлению из картриджа, вставленного в машину. Данный способ включает стадии определения типа напитка, подлежащего приготовлению из картриджа, выбора исходного положения клапана и управления последующей работой клапана изменяемой геометрии соответственно типу приготавливаемого напитка, определенному устройством распознавания картриджа.

Положение клапана изменяемой геометрии может быть изменено во время цикла приготовления напитка и/или может пульсировать между положениями во время цикла приготовления напитка.

Предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения будут изложены далее, исключительно в качестве примера, со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг.1 - вид спереди в перспективе машины уровня техники для приготовления напитка с головкой для картриджа в закрытом положении;

Фиг.2 - вид спереди в перспективе машины по Фиг.1 с головкой для картриджа в открытом положении;

Фиг.3 - вид сзади машины по Фиг.1 с некоторыми частями, опущенными для ясности;

Фиг.4 - вид спереди в перспективе головки для картриджа машины по Фиг.1 с некоторыми частями, опущенными для ясности;

Фиг.5 - другой вид спереди в перспективе головки для картриджа по Фиг.4 с некоторыми частями, опущенными для ясности;

Фиг.6 - вид в сечении головки для картриджа по Фиг.4 в закрытом положении, вмещающей картридж для напитка;

Фиг.7 - вид сбоку в сечении головки для картриджа по Фиг.4 в открытом положении, вмещающей картридж для напитка;

Фиг.7А - вид сверху резинового уплотнения головки для картриджа по Фиг.4;

Фиг.8 - схематичный вид различных компонентов машины по Фиг.1, включающих регулируемый выпускной клапан по изобретению;

Фиг.9 - схематичный вид в сечении выпускного патрубка головки для картриджа, вмещающего регулируемый выпускной клапан по Фиг.8;

Фиг.10-12 - виды в сечении варианта выполнения регулируемого клапана в выпускном патрубке по Фиг.9, на которых показаны его закрытое положение, открытое положение и положение ограничения потока, соответственно;

Фиг.13а и 13b - виды сбоку в сечении альтернативного регулируемого выпускного клапана, используемого в выпускном патрубке по Фиг.9 в его открытом и закрытом положениях соответственно;

Фиг.14 и 15 - виды сбоку в сечении клапана по Фиг.13а и 13b;

Фиг.16а - вид сбоку приемного резервуара для напитка, содержащего кофейный напиток, имеющий большой объем пенки, полученной при использовании улучшенной системы управления газом;

Фиг.16b - таблица параметров варки при приготовлении напитка, показанного на Фиг.16а;

Фиг.17а - вид сбоку резервуара напитка, содержащего кофейный напиток, имеющий небольшой объем пенки, полученной при использовании улучшенной системы управления газом;

Фиг.17b - таблица параметров варки при приготовлении напитка, показанного на Фиг.17а;

Фиг.18 - вид сверху картриджа для напитка, пригодного для использования в машине для приготовления напитков по Фиг.1;

Фиг.19 - вид сбоку в сечении наружного элемента картриджа по Фиг.18;

Фиг.20 - вид сбоку в сечении детали наружного элемента по Фиг.19, показывающий направленный внутрь цилиндрический выступ;

Фиг.21 - вид сбоку в сечении детали наружного элемента по Фиг.19, показывающий щель;

Фиг.22 - вид сверху в перспективе наружного элемента по Фиг.19;

Фиг.23 - вид сверху в перспективе наружного элемента по Фиг.19 в перевернутой ориентации;

Фиг.24 - вид сверху наружного элемента по Фиг.19;

Фиг.25 - вид в сечении внутреннего элемента картриджа;

Фиг.25а - вид в сечении детали внутреннего элемента по Фиг.25, показывающий отверстие;

Фиг.26 - вид сверху в перспективе внутреннего элемента по Фиг.25;

Фиг.27 - вид сверху в перспективе внутреннего элемента по Фиг.25 в перевернутой ориентации;

Фиг.28 - другой вид в сечении внутреннего элемента по Фиг.25;

Фиг.28а - вид в сечении другой детали внутреннего элемента по Фиг.25, показывающий впускное отверстие для воздуха;

Фиг.29 - вид сбоку в сечении картриджа в собранном состоянии; и

Фиг.30 - вид сбоку в сечении другого варианта картриджа.

Для предоставления желаемого широкого выбора видов напитков высокого качества, имеющих разные свойства, настоящее изобретение включает одно или более значительных усовершенствований известных машин для приготовления напитков. Эти усовершенствования позволяют создавать и поддерживать достаточно высокие давления для приготовления эспрессо высокого качества и изменять давление незаметным для пользователя образом, не требующим ручного вмешательства. Кроме того, они позволяют улучшить пенку кофе невозможным прежде образом.

Данные усовершенствования, которые будут более подробно описаны ниже, включают:

1. обеспечение клапана изменяемой геометрии по ходу после картриджа для напитка для возможности работы машины для приготовления напитков при различных давлениях; и

2. обеспечение большего контроля над конечным видом выданного напитка, в частности, напитков с пенкой, посредством регулирования объема газа, проходящего через ингредиенты напитка.

Вышеупомянутые усовершенствования будут описаны со ссылкой на известную машину 10 для приготовления напитков, показанную на Фиг.1-7 сопровождающих чертежей. Однако следует отметить, что эти усовершенствования найдут применение в различных машинах для приготовления напитков, способных использовать разнообразные картриджи, которые, как отмечено выше, включают капсулы, чалды, жесткие и полужесткие картриджи.

Машина 10 для приготовления напитков по Фиг.1-3 обычно включает кожух 11, резервуар 12, водонагреватель 13, управляющий процессор (не показан), пользовательский интерфейс 16 и головку 17 для размещения в ней картриджа. Головка 17 для картриджа в свою очередь обычно включает держатель 18 для удерживания картриджа 100 для напитка при использовании, и устройство 20 распознавания картриджа. Головка 17 для картриджа также содержит входной и выходной протыкающие элементы 21, 22 для образования, при использовании, в картридже 100 впускного отверстия 107 для входа жидкости в картридж 100 и выпускного отверстия 108 для выхода приготовленного напитка из картриджа 100.

Хотя вода является наиболее часто используемой жидкостью для приготовления таких напитков, как кофе, машина 10 также способна работать с другими жидкостями, такими как молоко или молочные смеси, для их смешивания с ингредиентами 200 напитка. Любую ссылку на воду в данной заявке следует понимать как включающую любой вид жидкости, используемой для приготовления напитков.

Кожух 11 предпочтительно выполнен полностью или частично из подходящего пластикового материала или металла. Кожух 11 предпочтительно имеет конструкцию в виде двухстворчатой оболочки, имеющей переднюю половину 25 и заднюю половину 26, обеспечивающие доступ во время сборки составных частей машины 10.

Передняя половина 25 кожуха 11 содержит область 27, где происходит выдача напитка, которая включает подставку 23 для чашки с поддоном для сбора капель, расположенным под ней. На передней половине кожуха 11 также расположен пользовательский интерфейс 16 машины, содержащий множество управляющих переключателей, например кнопку 28 пуска/остановки, и ряд индикаторов 29-32 состояния. Индикаторы 29-32 состояния предпочтительно являются светодиодами (LED), которые, например, показывают готовность машины 10, возникновение ошибки в работе машины 10 и режим работы машины 10. Светодиоды 29-32 могут управляться так, чтобы они светились с постоянной интенсивностью, периодически мигали или осуществляли оба действия, в зависимости от состояния машины 10. Светодиоды 29-32 могут быть различного цвета, включая зеленый, красный и желтый. Кнопка 28 пуска/остановки управляет началом выдачного цикла и предпочтительно является нажимаемым вручную переключателем или подобным средством.

Резервуар 12 расположен с задней стороны кожуха 11 и предпочтительно включен в заднюю половину 26 кожуха 11 или соединяется с ней. Резервуар 12 имеет впускное отверстие для заполнения резервуара 12 водой или другой жидкостью, которое блокируется, когда резервуар 12 помещен в машину 10. Выпускное отверстие, сообщенное с насосом 11 обеспечено у нижнего конца резервуара 12. Резервуар 12 может быть выполнен из прозрачного или полупрозрачного материала, чтобы пользователь мог видеть количество воды, оставшейся в резервуаре 12. Альтернативно резервуар 12 может быть выполнен из непрозрачного материала, но при этом снабжен смотровым окном в нем. В дополнение или вместо вышеуказанного, резервуар 12 может быть снабжен датчиком низкого уровня (жидкости), который предотвращает работу насоса 14 или, возможно, включает предупреждающий индикатор, такой как светодиод, когда уровень жидкости в резервуаре снижается до определенного уровня. Резервуар 12 предпочтительно имеет вместимость приблизительно 1,5 литра.

Насос 14 оперативно соединен между резервуаром 12 и водонагревателем 13, как схематично показано на Фиг.8, и управляется процессором. Подходящий насос обеспечивает поток воды с расходом 900 мл/мин под давлением в 6 бар. Расход воды в машине 10 может управляться процессором так, что этот расход составлял проценты от максимально возможного расхода, обеспечиваемого насосом 14, а именно посредством цикличного электропитания насоса. Предпочтительно, насос запитываться таким образом, чтобы он обеспечивал 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% или 100% от максимального расхода. Точность объема закачиваемой воды предпочтительно плюс-минус 5%, что приводит к плюс-минус 5%-ной точности конечного объема выдаваемого напитка. Волюметрический датчик потока (не показан) предпочтительно расположен в линии потока по ходу до или после насоса 12. Предпочтительно, волюметрический датчик потока представляет собой вращающийся счетчик.

Водонагреватель 13 расположен внутри кожуха 11. Один подходящий нагреватель 13 имеет номинальную мощность 1550 Вт и может нагревать воду, полученную из насоса 14 при начальной температуре около 20°С, до номинальной рабочей температуры около 85°, менее чем за одну минуту. Предпочтительно, период времени между окончанием одного выдачного цикла и готовностью нагревателя 13 начать следующий выдачной цикл составляет менее 10 секунд. Нагреватель поддерживает выбранную температуру в пределах плюс-минус 2°С во время выдачного цикла. Воду для выдачного цикла подают в головку 17 для картриджа с заданной температурой. Нагреватель 13 может быстро отрегулировать температуру подаваемой воды до требуемой температуры, составляющей обычно от 80°С до 98°С, которая, возможно, выше температуры поступающей воды. Нагреватель 13 содержит средство против перегрева, которое выключает нагреватель 13, если температура превысит 98°С. Как требуется, машина 10 может включать паровую очистку. Предпочтительно, для паровой очистки используют водонагреватель 13 в виде мгновенного (проточного) нагревателя. Обычно такие мгновенные нагреватели включают трубку, по которой пропускают воду в то время как трубка нагревается одним или более резистивными элементами. Мгновенный нагреватель может использоваться не только для нагревания воды для приготовления напитков, но также, при более высокой мощности, для генерирования пара для паровой очистки посредством кипячения воды, остающейся в трубе мгновенного нагревателя после приготовления напитка. Преимущество мгновенных нагревателей состоит в том, что с ними не требуется ждать, пока вода в нагревателе нагреется. Мгновенные нагреватели нагревают воду по требованию и выключаются немедленно после каждой стадии варки и, таким образом, они очень эффективно используют электроэнергию.

Вода, выпускаемая из нагревателя 13, подается через подходящую систему подачи в головку 17 для картриджа и в картридж 100 через клапан. Если давление водного потока является приемлемым, то вода пропускается к картриджу 100. Если давление ниже или выше заданных пределов, то вода отводится посредством клапана в приемник для стоков.

Система подачи включает трубопроводы, которые соединяют между собой резервуар 12, водный насос 14, водонагреватель 13 и головку 17 для картриджа (как показано на Фиг.8), для подачи воды из резервуара 12 в картридж 100.

Держатель 18 картриджа выполнен так, чтобы он мог выдержать усилие открывания, создаваемое давлением в картридже 100, которое составляет около 250 кг для напитков типа эспрессо. В процессе работы машины 10 картриджи 100 стремятся к расширению, но целостность картриджей 100 должна быть сохранена. Кроме того, пользователь должен быть неспособен открыть держатель 18, пока система находится под давлением, и для этого обеспечены соответствующие запирающие механизмы.

Одна подходящая конструкция головки 17 для размещения картриджа, раскрытая в WO-A-2006/014936, показана на Фиг.4-7. Держатель 18 картриджа головки 17 содержит неподвижную нижнюю часть 43, поворотную верхнюю часть 44 и поворотную опору 45, на которую устанавливают картридж, расположенную между неподвижной нижней частью 43 и поворотной верхней частью 44. Верхняя часть 44 и опора 45 для картриджа поворачиваются вокруг общей шарнирной оси 46. На Фиг.4-7, показывающих держатель 18, некоторые части машины 10 опущены для ясности.

Поворотная верхняя часть 44 и поворотная опора 45 для картриджа могут поворачиваться относительно неподвижной нижней части 43 с помощью зажимного механизма. Зажимной механизм содержит зажимной рычаг, имеющий первую и вторую части 47 и 48. Первая часть 47 зажимного рычага имеет U-образную форму и поворотно установлена на верхней части 44 на двух первых точках 48 поворота, по одной на каждой стороне держателя 18.

Вторая часть 48 зажимного рычага включает два смещенных от центра плеча 49, по одному на каждой стороне держателя 18, поворотно установленные на верхней части 44 на второй точке 50 поворота, расположенной на шарнирной оси 46, соединяющей верхнюю часть 44 с неподвижной нижней частью 43. Каждое смещенное от центра плечо 49 выполнено в виде возвратно-поступательно перемещающегося элемента, содержащего цилиндр 49а, шток 49b и упругий рукав 49с. Цилиндр 49а имеет внутренний канал и поворотно установлен на одном конце шарнирной оси 46. Канал цилиндра 49а скользящим образом принимает первый конец штока 49b. Противоположный конец штока 49b поворотно установлен на U-образной части 47 на третьей точке 51 поворота. Третьи точки 51 поворота не соединены с верхней частью 44 и нижней частью 43, и следовательно, свободно подвижны. Упругий рукав 49с установлен снаружи штока 49b и продолжается, при использовании, между стопорными поверхностями цилиндра 49а и штока 49b. Упругий рукав 49с позволяет плечу 49 сокращаться, но при этом подталкивает плечо 49 в выдвинутое положение. Таким образом, становится возможным перемещение третьих точек 51 поворота к и от шарнирной оси 46 посредством относительного перемещения штоков 49b в цилиндрах 49а. Упругие рукава 49с предпочтительно выполнены из силикона. Хотя показанный вариант выполнения использует два смещенных от центра плеча 49, понятно, что закрывающий механизм может быть выполнен с единственным плечом 49, смещенным от центра.

U-образная часть 47 продолжается вокруг передней стороны держателя 18 и содержит два продолжающихся вниз зацепляющих элемента 52, по одному на каждой стороне держателя 18, каждый из которых содержит кулачковую поверхность, обращенную к шарнирной оси 46. Неподвижная нижняя часть 43 держателя 18 снабжена двумя выступами 53 или фиксаторами, расположенными по одному на каждой стороне нижней части 43 у или возле ее переднего края 54 по существу выровненно с зацепляющими элементами 52.

Как показано на Фиг.4, U-образная часть 47 может быть выполнена из одной пластиковой литой детали, содержащей удобный захват для руки и зацепляющие элементы 52, выполненные за одно целое с частью 47.

Опора 45 для картриджа поворотно установлена между верхней и нижней частями 43, 44 держателя 18. Опора 45 снабжена по существу круглой выемкой 55, которая принимает, при использовании, картридж 100 (который описан более подробно ниже). Выемка 55 включает неровность 56 для приема участка 24 картриджа 100, служащего в качестве рукоятки, а также для предотвращения вращения картриджа 100 в держателе 18. Опора 45 для картриджа подпружинена относительно неподвижной нижней части 43, так что в открытом положении, показанном на Фиг.7, опора 45 для картриджа отталкивается от неподвижной нижней части 43, чтобы опора 45 не контактировала с входным и выходным протыкающими элементами 21, 22. Опора 45 для картриджа снабжена отверстием 57 для пропускания входного и выходного протыкающих элементов 21, 22 и головки устройства 20 распознавания картриджа, когда опору 45 для картриджа перемещают в закрытое положение.

Верхняя часть 43 содержит по существу круглый кожух 38, вмещающий круглое смотровое окно 59, через которое пользователь может видеть картридж 100 во время выдачного цикла для визуального подтверждения присутствия картриджа 100 в машине 10. Смотровое окно 59 имеет чашеобразную форму и направленный вниз ободок. Кроме того, смотровое окно снабжено прижимным элементом в виде направленного внутрь трубчатого выступа 61, как показано на Фиг.7. Выступ 61 направлен к нижней части 44 и расположен внутри головки для картриджа, находящейся в закрытом положении, как показано на Фиг.6. Смотровое окно 59 можно аксиально перемещать относительно круглого кожуха 38 верхней части 43. Один пример конструкции для такого перемещения использует гибкую пружину (не показана) или подобное пружинящее средство, например прорезиненное кольцо, расположенное между смотровым окном 59 и круглым кожухом 38. В альтернативной конструкции может быть обеспечено несколько спиральных пружин, продолжающихся между смотровым окном 59 и круглым кожухом 38. В обоих случаях упругие средства позволяют смотровому окну 59 аксиально перемещаться относительно круглого кожуха 38.

Когда держатель 18 находится в закрытом положении, дистальный конец 62 трубчатого выступа 61 смотрового окна 59 упирается в прижимную поверхность 18а картриджа 100, смещая его к нижней части 44 держателя, как показано на Фиг.6 (где показана конструкция, вмещающая картридж, имеющий большую глубину). Давление, прикладываемое трубчатым выступом 61 к наружному элементу 102, обеспечивает уплотнение по текучей среде между картриджем 100 и держателем 18. Следует отметить, что высота смотрового окна 59 и, следовательно, также головки 17 для картриджа, такова, что в головку могут быть вставлены картриджи различной глубины. На Фиг.6 показана конструкция с относительно глубоким картриджем. Эта же головка 17 для картриджа может вмещать менее глубокие картриджи. В этом случае будет промежуток между верхней поверхностью 11 картриджа 100 и смотровым окном 59. Однако картридж 100 полностью уплотняется на входе и выходе посредством давления, прикладываемого трубчатым выступом 61.

Нижняя часть 43 включает входной и выходной протыкающие элементы 21, 22. и головку устройства 20 распознавания картриджа. Входной протыкающий элемент 21 содержит полую иглообразную трубку 63, имеющую заостренный конец 64 для перфорирования ламинированного материала 105 картриджа 100 напитка при использовании. Входной протыкающий элемент 21 для входа сообщен по текучей среде с каналом 65 для воды, как показано на Фиг.7, который проходит через нижнюю часть 43 и соединен с выходным каналом 66 водонагревателя 13. Выходной протыкающий элемент 22 подобен протыкающему элементу, описанному в ЕР-А-0389141 и ЕР-А-0-334572, и представляет собой цилиндр с открытым концом круглого или D-образного поперечного сечения, размер которого больше размера отверстия 108 выпускного носика 143. Дугообразный участок 67 верхнего конца выходного протыкающего элемента 22 имеет зубцы зазубрен для протыкания и, в итоге, разрезания ламинированного материала картриджа 100. От остальной части верхнего конца удалена задняя часть цилиндра по меньшей мере до основания зубцов 68 участка 67, чтобы сгибать или отводить отрезанный ламинированный материал 105 от выпускного отверстия перед выдачей через него напитка. Выходной протыкающий элемент 22 протыкает ламинированный материал 105 снаружи выпускного носика 143, и когда опора 45 для картриджа находится в закрытом положении, отрезанный материал остается в кольцевом пространстве между выпускным носиком 143 и наружной стенкой 142 выпускной воронки 140. Выходной протыкающий элемент 22 отгибает отрезанный ламинированный материал 105 внутрь кольцевого пространства. При этом, и выходной протыкающий элемент 22, и отрезанный ламинированный материал 105 удерживаются вне потока вытекающего напитка.

Выходной протыкающий элемент 22 окружен выступом, приподнятым относительно его окружения на 0,5 мм.

Предпочтительно, выходной протыкающий элемент 22 выполнен с возможностью его удаления из нижней части 43, чтобы ее можно было тщательно отмыть, например, в посудомоечной машине. Удаляемый выходной протыкающий элемент 22 принимается в выемку в нижней части 43, где он размещен. Входной протыкающий элемент 21 и выходной протыкающий элемент 22 могут быть выполнены из металла, такого как нержавеющая сталь, или из пластика. Предпочтительно, использование пластиковых режущих элементов допускается благодаря использованию ламинированного материала 105, который можно протыкать или разрезать неметаллическим материалом. Следовательно, протыкающие элементы 21, 22 могут быть менее острыми, что снижает риск ранения пользователя. Кроме того, пластиковые протыкающие элементы не ржавеют. Предпочтительно входной и выходной протыкающие элементы 21, 22 выполнены в виде единого, интегрального узла, который можно удалить из нижней части 43.

При использовании, верхняя часть 44 держателя 18 может перемещаться из открытого положения, в котором она ориентирована вертикально или по направлению к вертикали, как показано на Фиг.2, в закрытое положение, в котором она ориентирована по существу горизонтально и взаимно зацеплена с неподвижной нижней частью 43 и опорой 45 для картриджа. Верхняя часть 44 перемещается из открытого в закрытое положение с помощью зажимного рычага. Для закрывания верхней части 44, пользователь захватывает зажимной рычаг за U-образную часть 47 и тянет вниз. Вследствие этого, верхняя часть 44 поворачивается, что сначала вводит трубчатый выступ 61 смотрового окна 59 в контакт с прижимной поверхностью 118а картриджа 100. Дальнейший поворот верхней части 44 вниз вводит верхнюю часть 44 и опору 45 для картриджа в контакт с нижней частью 43. Дальнейший поворот U-образной части 47 поворачивает ее относительно верхней части 44 и нижней части 43, в результате чего зацепляющие элементы 52 верхней части 44 зацепляют выступы 53 нижней части 43 кулачковой поверхностью поверх выступов 53. На этой, последней стадии поворота картридж 100 зажимается между опорой 45 и смотровым окном 59. В результате смотровое окно немного перемещается аксиально относительно круглого кожуха 38 верхней части 44 против усилия гибкой или спиральной пружины. Это перемещение позволяет компенсировать допуски в картридже 100 и в машине 10, и гарантирует, что сила сжатия, приложенная к картриджу 100, останется в допустимых пределах. Сила сжатия механизма, ограниченная действием гибкой или спиральной пружины, обеспечивает зажим картриджа 100 с требуемым давлением. Установлено, что для противодействия давлению внутри картриджа 100 требуется сила сжатия от 150 N до 400 N. Во время закрывания головки для картриджа, ламинированный материал 105 картриджа 100 натягивается, поскольку он вводится в контакт с выступом, который окружает выходной протыкающий элемент 22 и который вызывает выгибание ламинированного материала 105 из плоскости, в то время как дистальный конец наружной трубки 42 цилиндрической воронки перемещается вверх на 0,5 мм относительно фланца 147. Это перемещение также гарантирует, что сила сжатия, приложенная к картриджу 100, воздействует в основном на центральную часть картриджа 100 через нагружаемый внутренний элемент 103. Эта сила сжатия помогает предотвратить повреждение картриджа 100 внутренним давлением, а также гарантирует, что внутренний элемент 103 и наружный элемент 102 правильно посажены относительно друг друга и, таким образом, обеспечивает, что все внутренние каналы и отверстия сохраняют свои размеры даже при внутреннем давлении в картридже.

В закрытом положении, расстояние дистального конца 62 трубчатого выступа 61 от нижней части 44 обозначено буквой D на Фиг.6. Это расстояние зафиксированного разиерами смотрового окна 59, кожуха 38 и нижней части 44. В варианте по Фиг.30 расстояние D выбрано равным или чуть меньшим расстояния между прижимной поверхностью 118а и нижней поверхностью картриджа из ламинированного материала 105. Таким образом, при закрывании головки 17, картридж 100 подвергается фиксированной, известной степени сжатия. Кроме того, и картриджи по первому и второму вариантам выполнения могут зажиматься с одинаковой силой сжатия, поскольку расстояние D одинаково в обоих вариантах выполнения картриджа.

Воображаемая базовая линия может быть проведена между первой и второй точками 48, 50 поворота держателя 18. Как можно видеть на Фиг.7, в открытом положении третьи точки 51 поворота расположены на стороне базовой линии, ближайшей к неподвижной нижней части 43. Когда верхняя часть 44 достигает закрытого положения, третьи точки 51 поворота зажимного рычага проходят через базовую линию, соединяющую первую и вторую точки 48, 50 поворота с противоположной стороной этой линии, наиболее удаленной от неподвижной нижней части 43. Следовательно, U-образная часть 47 «защелкивается» из первого устойчивого положения во второе устойчивое положение. Защелкивание сопровождается укорочением плеч 49 и, следовательно, сжатием упругих рукавов 49с. Когда третьи точки 51 поворота пройдут мимо базовой линии, упругое восстановление формы рукавов 49с вызывает дальнейшее перемещение третьих точек 51 поворота от базовой линии. Зажимной рычаг, таким образом устойчив в двух положениях - открытом и закрытом, но неустойчив в положении, в котором третьи точки 51 поворота находятся на воображаемой базовой линии, соединяющей первую и вторую точки 48, 50 поворота. Таким образом, защелкиваемый зажимной рычаг обеспечивает механизм поступательного закрывания, который приводит к уверенному действию закрывания, когда на конечных стадиях поворота зажимного рычага действие защелкивания U-образной части 47 и плеч 49 надежно вводит зацепляющие элементы 52 в зацепление с выступами 53. Кроме того, упругие рукава 49 с обеспечивают сопротивление открыванию верхней части 44, поскольку требуется некоторое усилие для сжатия рукавов 49с в достаточной степени для перемещения третьих точек 51 поворота назад обратно на базовую линию, соединяющую первые и вторые точки 48, 50 поворота. Предпочтительно, взаимное зацепление зацепляющих элементов 52 и выступов 53 препятствует иному разделению верхней и нижней частей, кроме как посредством поворота зажимного рычага. Это полезно для предотвращения открывания головки 17 для картриджа во время работы, когда головка 17 для картриджа подвергается воздействию внутреннего давления.

Давление, оказываемое на верхний участок 44, обеспечивает полное уплотнение по текучей среде между картриджем 100 и держателем 18 картриджа. Сила сжатия помогает предотвратить повреждение картриджа 100 во время создания давления, а также гарантирует, что все внутренние каналы и отверстия в картридже 100 сохранят предусмотренные размеры даже во время создания внутреннего давления. Совершенствуя уплотнения картриджей 100, заявитель обнаружил, что покрытие выемки 55 основания 45 картриджа резиновым уплотнением 55а (см. Фиг.7а) улучшает способность машины выдерживать значительно более высокие давления, создаваемые на стадии варки.

Стадия варки управляется процессором машины 10 для приготовления напитка, который включает блок обработки и память. Управляющий процессор оперативно соединен с и управляет нагревателем 13, насосом 14, пользовательским интерфейсом 16 и другими частями машины, описанными ниже.

Работа машины 10 определяется программой, зашитой в управляющем процессоре, например, как описано в ЕР-А-1440644. Память управляющего процессора содержит одну или более переменных для одного или более рабочих параметров машины 10 для приготовления напитков. В машинах уровня т