Заваривающее устройство для приготовления напитков из одноразовых капсул с устройством центрирования капсулы
Изобретение относится к заваривающему устройству для приготовления напитков или других пищевых продуктов из капсул, в частности из одноразовых капсул. Изобретение направлено на создание нового заваривающего устройства с заваривающей камерой, образованной двумя частями, способными перемещаться по отношению друг к другу, и системой, которая позволяет улучшить соосность капсулы по отношению к перфоратору или перфораторам и позволяет легче удалять капсулу после заварки. Заваривающее устройство содержит заваривающую камеру с первой частью и второй частью, способными перемещаться по отношению друг к другу, причем в одной из частей образовано гнездо для капсул. В этом гнезде расположен по меньшей мере один перфоратор для перфорирования капсулы. Первый канал подает заваривающую текучую среду в камеру, а второй канал обеспечивает выпуск пищевого продукта из заваривающей камеры. В гнезде установлен центрирующий элемент для капсул, имеющий возможность упругого перемещения в осевом направлении и снабженный направляющей и центрирующей поверхностью для капсул, обращенной ко второй из частей заваривающей камеры. Причем центрирующий элемент упруго нагружен так, что он частично выступает из гнезда при открытой заваривающей камере и имеет возможность перемещения внутрь гнезда при закрывании заваривающей камеры, причем, когда заваривающая камера закрыта с расположенной внутри нее капсулой, центрирующий элемент полностью введен внутрь гнезда. 2 н. и 45 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к заваривающему устройству для приготовления напитков или других пищевых продуктов из капсул, в частности из одноразовых капсул.
Более конкретно, изобретение относится к заваривающему устройству для приготовления кофе или других горячих напитков посредством экстрагирования или растворения веществ, содержащихся в одноразовых капсулах.
Уровень техники
Для приготовления горячих напитков и других пищевых продуктов часто используются машины, которые используют одноразовые контейнеры или капсулы, внутри которых содержится вещество, которое растворяется в воде или из которого извлекаются ароматы посредством просачивающейся горячей воды. Машины такого типа обычно используются для приготовления кофе.
В настоящем описании и приложенной формуле изобретения под капсулой понимается как любой тип пакета-саше, контейнера, чалда или тому подобного, обычно в одноразовой форме или в форме однократной дозы, пригодный для использования в этом типе машины. Капсулы могут быть запечатанными, подлежащими перфорированию посредством соответствующего перфоратора, или также могут иметь проницаемую, т.е. водопроницаемую, стенку, не требующую перфорирования. Также этим термином охватываются пакеты-саше, изготовленные, например, из нетканого или другого проницаемого материала, также известные в данной области техники как чалды.
Одна из проблем, встречающихся в производстве устройств для экстрагирования напитков или других пищевых продуктов из одноразовых капсул, заключается в необходимости располагать капсулу между двумя частями заваривающего блока, которые должны закрываться для того, чтобы удерживать капсулу между собой, создавая заваривающую камеру, через которую заставляют протекать горячую воду и из которой выдается этот пищевой продукт.
В документе ЕР 1444932 А описано заваривающее устройство для приготовления горячих напитков из чалд или капсул, снабженное заваривающей камерой, образованной двумя частями, способными совершать по отношению друг к другу поступательное перемещение. Между этими двумя частями заваривающей камеры расположен элемент для временного удержания капсул, которые вставляются между открытыми частями заваривающей камеры посредством движения, по существу ортогонального оси заваривающей камеры. Это устройство является очень сложным и, следовательно, дорогостоящим.
В документе ЕР 1495702 А описано аналогичное заваривающее устройство с заваривающей камерой из двух частей, способных перемещаться по отношению друг к другу в практически горизонтальном направлении, параллельном оси заваривающей камеры. Между этими двумя частями заваривающей камеры в их открытом положении вставляется капсула, которая падает под действием силы тяжести и затем удерживается во временном положении. Перемещение образующих заваривающую камеру участков по направлению друг к другу вызывает приведение капсулы в камере в положение для заваривания и закрывание камеры. Перемещение, закрывающее эти две части заваривающей камеры, также заставляет капсулу располагаться подходящим образом для последующей выгрузки после розлива напитка.
В документе US 5755149 А описано заваривающее устройство с двумя частями, определяющими заваривающую камеру, одна из которых выполнена за одно целое с кипятильником. Одноразовая капсула вставляется с использованием вертикальной направляющей между двумя частями, которые способны перемещаться по отношению друг к другу в горизонтальном направлении. Нижние поддерживающие средства сохраняют капсулу в правильном положении, так чтобы части, определяющие заваривающую камеру, могли закрываться.
В документе ЕР 1219217 А описано другое заваривающее устройство с камерой, образованной из двух частей, способных перемещаться по отношению друг к другу вдоль горизонтальной оси. Вертикальная направляющая позволяет индивидуальным капсулам вставляться под действием силы тяжести в открытое пространство между двумя частями заваривающей камеры. Капсула помещается в гнездо, которое занимает наклонное положение.
В документе US 5776527 А описан другой заваривающий блок с заваривающей камерой из двух частей, способных перемещаться по отношению друг к другу в горизонтальном направлении. Когда эти две части раздвинуты, между ними помещается одноразовая капсула и удерживается двумя направляющими и поддерживающими элементами до тех пор, пока эти две части заваривающей камеры не закроются для подачи горячей воды.
В документе US 6079315 А описано заваривающее устройство, в котором часть заваривающей камеры содержит поддерживающий элемент для капсулы. Поддерживающий элемент упруго нагружен в частично выдвинутом положении по отношению к гнезду, определенному частью заваривающей камеры. С этой целью под поддерживающим элементом расположена пружина сжатия, которая окружает перфоратор. Перфоратор расположен соосно с поддерживающим элементом капсулы. Когда капсула вставлена в поддерживающий элемент и заваривающая камера закрыта, поддерживающий капсулу элемент толкают по направлению к основанию гнезда заваривающей камеры против силы действия пружины, и перфоратор проходит через отверстие в основании поддерживающего элемента для перфорирования капсулы. Поддерживающий элемент имеет наклонные плечи для того, чтобы поддерживать капсулу по периметру ее фланца. Капсула опирается на поддерживающий элемент практически только фланцем.
Одним из особенно важных аспектов при приготовлении напитков из одноразовых капсул является управление давлением заваривающей жидкости, обычно горячей воды, внутри капсулы. В частности, при приготовлении кофе «эспрессо» желательно, чтобы давление горячей воды внутри капсулы было относительно высоким. Неправильное перфорирование капсулы вследствие, например, несоосности между капсулой и перфоратором вызывает нежелательное понижение давления жидкости в капсуле. Действительно, если капсула наклонена по отношению к перфоратору, то последний проделывает эллиптическое отверстие, площадь которого превышает максимальное поперечное сечение перфоратора. В результате образуется пространство, позволяющее воде вытекать и вызывающее понижение давления в капсуле и утечку жидкости, следовательно, ставящее под угрозу правильное функционирование машины, содержащей заваривающий блок. Этот недостаток может проявляться как с перфоратором (перфораторами), который (которые) проделывают отверстия для выдачи напитка из капсулы, так и с перфоратором (перфораторами), который (которые) проделывают отверстия для подачи жидкости в капсулу.
Устройство, соответствующее ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, известно из ЕР 1163869 А. В этом устройстве заваривающая камера содержит чашеобразный элемент для приема капсулы, имеющий открытое дно. На чашеобразный элемент действует цилиндрическая пружина, и он способен перемещаться в осевом направлении по отношению к гнезду, расположенному в заваривающей камере. Когда капсулу располагают в чашеобразном элементе для приготовления кофе «эспрессо», заваривающая камера закрывается посредством перемещения нижнего участка заваривающей камеры по направлению к верхнему поршню и навстречу ему. Поршень действует на капсулу и принимающий капсулу элемент. Последний, преодолевая усилие пружины, воздействует на перфораторы, расположенные в основании гнезда. В закрытом положении заваривания чашеобразный элемент находится частично внутри и частично снаружи гнезда, а кольцевой фланец капсулы зажат между диском, расположенным на поршне, и кольцевым передним краем элемента, принимающего капсулу. После завершения цикла варки заваривающая камера открывается и принимающий капсулу элемент поднимается под действием пружины. Капсула остается расположенной полностью в принимающем капсулу элементе, при этом ее кольцевой фланец расположен напротив кольцевого края принимающего капсулу элемента.
Аналогичная конструкция раскрыта также в документе ЕР 1559351 А.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в создании нового заваривающего устройства с заваривающей камерой, образованной двумя частями, способными перемещаться по отношению друг к другу, и системой, которая позволяет улучшить соосность капсулы по отношению к перфоратору или перфораторам и позволяет легче удалять капсулу после заварки.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения заваривающее устройство для приготовления пищевого продукта из капсул содержит:
заваривающую камеру с первой и второй частями, способными перемещаться по отношению друг к другу, причем в первой части образовано гнездо для капсул; по меньшей мере один перфоратор, расположенный в гнезде;
первый канал для подачи заваривающей текучей среды в камеру;
второй канал для выдачи пищевого продукта из заваривающей камеры;
центрирующий капсулу элемент, расположенный в гнезде и способный упруго перемещаться в осевом направлении и снабженный направляющей и центрирующей поверхностью для капсул.
Предпочтительно центрирующий элемент упруго нагружен так, чтобы частично выступать из гнезда при открытой заваривающей камере. Закрывание заваривающей камеры вызывает отвод центрирующего элемента внутрь гнезда, так что, когда заваривающая камера закрыта с расположенной внутри нее капсулой, центрирующий элемент полностью введен внутрь гнезда и отведен назад от края.
Центрирующий и направляющий элемент обеспечивает перемещение перфоратора или перфораторов и капсулы параллельно оси заваривающей камеры, т.е. относительно направления закрывающего перемещения заваривающей камеры. В результате достигается оптимальное перфорирование основания капсулы, предотвращающее снижение давления внутри капсулы и утечку напитка. Центрирующий и направляющий элемент также обеспечивает выталкивание капсулы из гнезда в заваривающей камере, так что она может быть с легкостью выброшена из заваривающей камеры после завершения цикла заваривания или варки. Предпочтительно наружный диаметр центрирующего и направляющего элемента меньше наружного диаметра фланца капсулы. В результате капсула может быть легко удалена из заваривающей камеры удерживающим капсулу элементом, который сцепляется с фланцем капсулы, после того, как капсула была частично вытолкнута из гнезда заваривающей камеры силой упругости, действующей на центрирующий и направляющий элемент.
Предпочтительно направляющая поверхность выполнена конической, ссужающейся по направлению к основанию гнезда.
В одном из вариантов осуществления изобретения центрирующий элемент имеет кольцевую форму, открытую по направлению к основанию гнезда, в котором этот элемент расположен с возможностью скольжения. В основании гнезда расположены один или несколько перфораторов, вокруг которых и за их пределами располагается кольцевое гнездо, внутри которого может быть расположен упругий элемент, например пружина сжатия, которая действует на центрирующий и направляющий элемент для капсулы, заставляя его выступать из гнезда.
В одном из вариантов осуществления изобретения центрирующий элемент выполнен как одна деталь и может быть нагружен посредством одного или нескольких упругих элементов, например, одной или несколькими пружинами. В другом варианте осуществления изобретения центрирующий элемент может состоять из нескольких частей, каждая из которых может быть нагружена посредством одного или нескольких упругих элементов, например, в виде пружин сжатия. Центрирующий элемент может быть образован из четырех секторов кольца, связанных друг с другом или способных перемещаться отдельно друг от друга, нагруженных посредством соответствующих пружин или других упругих элементов.
В одном из вариантов осуществления изобретения внешний край центрирующего элемента обращен ко второй части заваривающей камеры, а внутренней край центрирующего элемента окружает пластину в гнезде первой части заваривающей камеры, причем на пластине расположен по меньшей мере один перфоратор. Перфоратор может иметь открытый наконечник, т.е. иметь канал для прохождения напитка (обычно кофе), который приготовлен с использованием капсулы. В другом варианте осуществления изобретения перфоратор образован множеством перфорационных наконечников, предпочтительно снабженных соответствующими отверстиями для выдачи напитка. В этом случае имеется множество перфораторов или перфорационных наконечников для дна капсулы. Эти перфорационные наконечники могут быть расположены на пластине, установленной на основании, вокруг которого расположено скользящее гнездо центрирующего и направляющего элемента.
Верхняя поверхность капсулы также может быть перфорирована с использованием одного или нескольких перфораторов. Этот перфоратор или эти перфораторы могут быть связаны со снабженным отверстиями скользящим элементом, таким как диск, который упруго прижимает капсулу к основанию гнезда, в котором располагается с возможностью скольжения центрирующий и направляющий элемент. Диск также используется для освобождения капсулы от перфоратора или перфораторов верхней поверхности капсулы.
В одном из вариантов осуществления изобретения центрирующий элемент содержит по меньшей мере одну направляющую поверхность, скользящую по ответной направляющей поверхности, составляющей единое целое с первой частью заваривающей камеры, причем направляющие поверхности расположены по существу параллельно направлению перфорирования. Ответная направляющая поверхность может состоять из одной или другой или обеих цилиндрических поверхностей гнезда с кольцевым сечением, внутри которого скользит центрирующий и направляющий элемент. В одном из вариантов осуществления изобретения гнездо окружает основание, в котором, например, образован канал для извлечения или слива напитка, приготовленного из капсулы и на котором могут быть установлены один или множество перфорационных наконечников.
В одном из вариантов осуществления изобретения вторая часть заваривающей камеры связана с двумя противоположными и открываемыми подвижными элементами, содержащими направляющие каналы для того, чтобы вставлять и удерживать капсулу в пространстве между первой и второй частями заваривающей камеры, когда первая и вторая части находятся в открытом положении. Эти подвижные элементы могут иметь поверхности, зубья, бобышки или другие элементы для того, чтобы сцепляться с капсулой и облегчать извлечение ее из заваривающей камеры и выгрузку после заваривания. В качестве альтернативы, тот же самый центрирующий и направляющий элемент, упруго нагруженный так, чтобы выступать из гнезда первой части заваривающей камеры, выталкивает капсулу и, имея предпочтительно коническую поверхность, заставляют капсулу выпадать под действием силы тяжести. Если капсула имеет коническую наружную поверхность с малым углом раскрытия и, следовательно, центрирующий и направляющий элемент также имеет коническую поверхность с малым углом раскрытия, то выпадению или какому-либо извлечению капсулы могут способствовать подвижные элементы, имеющие соответствующую для этой цели форму, чтобы захватывать капсулу предпочтительно за фланец.
Изобретение также относится к кофеварке, содержащей заваривающее устройство вышеописанного типа.
Краткое описание чертежей
Изобретение станет более понятным из нижеследующего описания и прилагаемых чертежей, на которых показан неограничивающий практический вариант осуществления изобретения.
На фиг.1 показано устройство с открытой заваривающей камерой, вид сбоку;
на фиг.2 - разрез по линии II-II на фиг.1;
на фиг.3 - вид сверху по стрелкам III-III на фиг.1;
на фиг.4 - разрез по линии IV-IV на фиг.3;
на фиг.5, 6, 7 и 8 - последовательность закрывающих перемещений заваривающей камеры, изображенной в разрезе, аналогичном разрезу, показанному на фиг.4;
на фиг.9 - разрез, аналогичный разрезу, показанному на фиг.4-8, на этапе открывания заваривающей камеры и начала удаления израсходованной капсулы.
Осуществление изобретения
На прилагаемых чертежах показано соответствующее изобретению устройство в одном из возможных вариантов его осуществления, ограниченное элементами, требующимися для понимания изобретения. При этом подразумевается, что это устройство может быть вставлено внутрь более сложной машины, например кофеварки, снабженной и другими элементами, известными по своей сути и не показанными на чертежах, такими как кипятильник, насос подачи горячей воды, разливающий наконечник для кофе, и т.д.
Заваривающее устройство 1 содержит первую часть 5 и вторую часть 3 заваривающей камеры. Эти две части 3 и 5 способны перемещаться по отношению друг к другу в направлении, по существу параллельном оси А-А заваривающей камеры. В показанном примере ось А-А имеет по существу горизонтальную ориентацию. В одном из вариантов осуществления изобретения часть 5 неподвижна по отношению к несущей конструкции, а часть 3 способна перемещаться, однако их расположение может быть изменено так, чтобы часть 5 была подвижной, а часть 3 - неподвижной или оба участка могли бы быть подвижными по отношению к несущей конструкции.
В одном из вариантов осуществления изобретения возвратно-поступательное закрывающее и открывающее перемещение частей 3 и 5 заваривающей камеры осуществляется при помощи рычажного механизма со стержнями 7 и 9. Стержни 7 рычажного механизма шарнирно соединены посредством оси 11 с частью 3, а посредством осей 12 - со стержнями 9, которые своим концом 13 соединены с валом двигателя, приводного рычага или какого-либо другого или механизма открывания-закрывания, не показанными на чертеже.
Вторая часть 3 заваривающей камеры связана с направляющим элементом для капсул С, который содержит два элемента 15, способных совершать встречное по отношению друг к другу возвратно-поступательное перемещение. Элементы 15 имеют плоскую или пластинчатую форму и расположены на части 3 заваривающей камеры. Вблизи от своего дальнего конца каждый из элементов 15 имеет первый желоб 17, в который вставляется фланец капсул С. Желоба 17 образуют направляющие для введения капсул С в заваривающий блок. Желоба 17 двух элементов 15 расположены по существу вертикально и заканчиваются за осью А-А ограничителем 17А (фиг.4), на который опирается фланец F капсулы С, вставленной в пространство между частями 3, 5 заваривающей камеры, когда камера находится в открытом положении (т.е. в положении, показанном на фиг.1-4) для приема новой капсулы. Ссылочной позицией 17В обозначен направляющий скос, облегчающий вхождение фланца F капсулы С во входную часть желоба 17. За желобами 17 расположены поверхности 19 для сцепления с фланцем F капсулы, чтобы облегчить ее извлечение из гнезда 25 части 3 заваривающей камеры.
Рядом с желобом 17 на противоположной стороне относительно поверхностей 19 каждый из элементов 15 имеет наклонные поверхности 21, предназначенные для взаимодействия с соответствующими скосами или наклонными поверхностями 23, расположенными на первой части 5 заваривающей камеры. Ориентация наклонных поверхностей 21 и 23 такова, что возвратно-поступательное перемещение частей 3 и 5 заваривающей камеры по направлению друг к другу во время их закрывающего перемещения (стрелка f3 на фиг.2) вызывает возвратно-поступательное открывающее перемещение направляющих элементов 15 капсулы. Упругость элементов 15 обеспечивает при открытии заваривающей камеры их возврат в первоначальное положение, показанное на фиг.1-4, т.е. параллельно друг другу. Как будет показано ниже, целью этого открывающего перемещения является освобождение капсулы внутри заваривающей камеры во время ее закрывания и извлечение капсулы после заваривания так, чтобы вызвать ее падение.
В проиллюстрированном примере первая часть 5 заваривающей камеры имеет гнездо или отделение 25, в которое входит капсула С. В основании отделения 25 расположен перфоратор 27, содержащий множество открытых наконечников 27А, т.е наконечников с отверстиями, образованными в передней части этих наконечников и сообщенными по текучей среде с выпускным каналом 29 для кофе или другого напитка, для приготовления которого предназначена капсула С. Таким образом, перфоратор 27 соединен с выпускным каналом 29 для напитка, который, в свою очередь, сообщен по текучей среде с разливающим наконечником (не показан).
Наконечники 27А по существу образуют множество перфораторов и расположены на пластине 30, установленной на основании 32, составляющем единое целое с частью 5 заваривающей камеры. Между пластиной 30 и основанием 32 имеется выемка 34, которая собирает кофе или другой напиток, поступающий из капсулы С во время заваривания через перфораторы или наконечники 27А, и подает его в выпускной канал 29.
Основание 32 окружено гнездом или кольцевой полостью 36, ограниченной двумя по существу цилиндрическими стенками, соосными оси А-А. В основание 36А кольцевой полости 36 упирается пружина 28 сжатия, расположенная между этим основанием 36А и центрирующим элементом 40, функция которого заключается в центрировании и направлении капсулы С по отношению к гнезду 25 и к перфораторам 27А так, чтобы капсулы С направлялись в движении настолько параллельно оси А-А заваривающей камеры, насколько это возможно, т.е. параллельно оси перфоратора(ов) 27, 27А.
Центрирующий и направляющий элемент 40 имеет внутреннюю поверхность 40А в форме усеченного конуса, по существу повторяющей форму соответствующей внешней стенки капсулы С, имеющей форму усеченного конуса. Таким образом, что будет более подробно описано ниже, капсулы С правильно располагаются и направляются во время этапа закрывания заваривающей камеры и, следовательно, при перфорировании основания упомянутых капсул посредством перфорационных наконечников 27А.
Центрирующий и направляющий элемент 40 упруго нагружается при вхождении в гнездо 25 первой части 5 заваривающей камеры, когда две части 3 и 5 находятся близко напротив друг друга, причем перемещение центрирующего и направляющего элемента 40 вызывает сжатие пружины 38. Центрирующий элемент имеет по существу цилиндрическую наружную поверхность, которая скользит по наружной цилиндрической поверхности кольцевой полости 36, и соосную ей цилиндрическую внутреннюю поверхность, являющуюся продолжением имеющей форму усеченного конуса поверхности 40А в направлении основания гнезда 25 части 5 заваривающей камеры. Центрирующий и направляющий элемент 40 имеет по существу кольцевую форму и открыт с передней и задней сторон, обеспечивая с одной стороны введение капсулы С, а с другой стороны - вхождение основания 32 и пластины 30 с перфорационными наконечниками 27А.
В показанном примере центрирующий элемент 40 выполнен в виде единого кольцевого тела, нагруженного посредством одной упругой пружины 38 сжатия. В другом возможном варианте осуществления изобретения центрирующий элемент 40 может быть выполнен в виде двух или больше частей или секторов. Например, он может быть зеркально разделен на две части посредством плоскости, проходящей по оси заваривающей камеры, или на три части или сектора, отделенные радиальными плоскостями, расположенными под углом 120° друг от друга, или на четыре части, разделенные плоскостями под углом 90°. В этом случае предпочтительно, чтобы каждая часть или сектор были упруго нагружены посредством пружины сжатия или посредством двух или больше пружин сжатия.
Входная часть гнезда 25 окружена кольцевой упорной или прижимной поверхностью 33, образующей торцевую часть цилиндрической стенки, ограничивающей гнездо 25 и окружающей основание 32. Прижимная поверхность 33 выполнена и расположена так, чтобы взаимодействовать с кольцевым фланцем F капсулы С при закрывании заваривающей камеры, образованной частями 3 и 5. Фланец F капсулы С прижимается к кольцевой поверхности 33 под действием противоположной передней поверхности диска 35, расположенного в части 3 заваривающей камеры, при закрывании заваривающей камеры. Когда камера открыта, кольцевой передний край центрирующего и направляющего элемента 40 выступает относительно кольцевой поверхности 33 от гнезда 25 по направлению к части 3 заваривающей камеры.
Часть 3 заваривающей камеры имеет подвижный элемент 37, внутри которого установлен с возможностью скольжения диск 35, упруго нагружаемый посредством пружины 41 в направлении нерабочего положения, показанного на фиг.2 и 4. Диск 35 способен скользить в направлении, параллельном оси А-А заваривающей камеры, и имеет множество сквозных отверстий 43, через которые могут выступать соответствующие перфораторы 45, сообщаясь по текучей среде через канал 47 с каналом подачи воды под давлением, поступающей от кипятильника, не показанного на чертежах.
Последовательность операций при работе описанного выше устройства показана на фиг.2-9. Когда нужно приготовить напиток, капсулу С, содержащую сырье для приготовления напитка (обычно кофейный порошок), вставляют в устройство сверху по стрелке fc (фиг.4). Введение капсулы может осуществляться вручную, или автоматически, или полуавтоматически, например, из магазина или загрузочного устройства, расположенного выше (на чертежах не показан). Капсула С вставляется так, что ее фланец F направляется внутри противоположных желобов 17, образованных в подвижных элементах 15 направляющего элемента. Направляющие скосы 17В облегчают введение капсулы.
Поскольку желоба 17 имеют нижние ограничители 17А для остановки капсулы, то последняя движется вдоль желобов 17 до достижения положения готовности, показанного на фиг.1-4. Капсула располагается так, что ее корпус, по существу имеющий форму усеченного конуса, располагается перед центрирующим и направляющим элементом 40, расположенным в гнезде 25 части 5 заваривающей камеры.
Для выполнения заваривания камера, образованная частями 3 и 5, закрывается благодаря возвратно-поступательному перемещению этих двух частей по направлению друг к другу. Обычно часть 5 устанавливается на несущей конструкции, а часть 3 выполняется с возможностью перемещения посредством рычажного механизма со стержнями 7 и 9.
На фиг.5-8 показаны в разрезах, подобных тем, что показаны на фиг.2, части 3 и 5 заваривающей камеры при постепенном их перемещении по направлению друг к другу для закрывания. При этом перемещении капсула С входит в имеющий форму усеченного конуса направляющий участок 40А центрирующего и направляющего элемента 40. Поверхность капсулы С, также имеющая форму усеченного конуса, центрируется относительно части 5 заваривающей камеры благодаря ответной ей поверхности 40А, и при дальнейшем закрывающем перемещении частей 3 и 5 центрирующий и закрывающий элемент 40 постепенно смещается внутрь гнезда 25, сжимая пружину 38. Подвижные элементы 15 постепенно открываются за счет действия наклонных поверхностей 23 элементов неподвижной части 5 заваривающей камеры на наклонные поверхности 21 элементов 15. Когда заваривающая камера полностью закрыта (фиг.8), фланец F капсулы С полностью выходит из желобов 17 подвижных элементов 15 и зажимается между кольцевой передней стенкой 33 и диском 35. В результате осевого усилия, действующего со стороны неподвижной части 5 заваривающей камеры, диск 35 отведен назад, сжимая пружину 41. При перемещении, отводящем диск 35 назад, перфораторы 45 проходят через отверстия 43 в диске 35 и перфорируют переднюю поверхность (окруженную фланцем F) капсулы. С другой стороны, перемещение назад центрирующего и направляющего элемента 40 (со сжатием пружины 38) заставляет основание капсулы С надвигаться на пластину 30, так что перфорационные наконечники 27А перфорируют основание капсулы. Благодаря центрирующему и направляющему элементу 40 с поверхностью 40А, имеющей форму усеченного конуса, капсула С поддерживается правильно центрированной и перемещается в направлении, по существу параллельном направлению оси перфорационных наконечников 27А, так что они образуют в основании капсулы С отверстия с поперечным сечением, по существу соответствующим их поперечному сечению.
Когда заваривающая жидкость (обычно горячая вода под давлением) подается к капсуле и распределяется при помощи перфораторов 45, она создает давление внутри капсулы и через отверстия в перфорационных наконечниках 27А выходит напиток.
На фиг.9 показано, что происходит, когда после розлива напитка части 3 и 5 заваривающей камеры открываются и вновь отдаляются друг от друга. Когда часть 3 заваривающей камеры начинает удаляться от части 5, диск 35, упруго нагруженный пружиной 41, толкает капсулу С, снимая ее с перфораторов 45 и сохраняя ее в гнезде 25. Две части 3 и 5 заваривающей камеры продолжают перемещаться, отдаляясь друг от друга, и фланец F капсулы С выталкивается из гнезда 25 благодаря центрирующему и направляющему элементу 40, который под действием осевого усилия пружины 38 сжатия перемещается по направлению к части 3 заваривающей камеры и надавливает на фланец F капсулы С. Капсула С падает вниз, выходя из сцепления с частью 5 заваривающей камеры, поскольку она оказывается извлеченной из подвижных элементов 15, которые были сцеплены с фланцем F, и/или благодаря наклону конической поверхности 40А центрирующего и направляющего элемента 40.
Следует понимать, что на чертежах показан только пример, приведенный для иллюстрации практической осуществимости конструкции согласно изобретению, которая может изменяться по своим формам и компоновке, не выходя, однако, при этом за рамки сущности изобретения. В частности, изобретение может также использоваться с капсулами или чалдами различной формы, которые, например, не требуют перфорирования обеих фронтальных стенок, поскольку, например, уже перфорированы наилучшим образом с одной стороны и требуют только перфорирования основания. В общем, изобретение может использоваться тогда, когда требуется направлять и правильно центрировать капсулу, чалду или другой пакет-саше с продуктами для приготовления кофе или другого пищевого продукта. Следует также понимать, что конструкция заваривающей камеры, перфораторов, механизма для позиционирования и извлечения капсулы, положение оси заваривающей камеры и другие характеристики устройства могут отличаться от тех, что описаны и проиллюстрированы на прилагаемых чертежах.
1. Заваривающее устройство для приготовления пищевого продукта из капсул, содержащее:
заваривающую камеру с первой и второй частями, выполненными с возможностью перемещения по отношению друг к другу, причем в первой части образовано гнездо для капсул, ограниченное цилиндрической стенкой с краем, обращенным ко второй части заваривающей камеры и окружающим вход в гнездо;
по меньшей мере один перфоратор, расположенный в гнезде;
первый канал для подачи заваривающей текучей среды в камеру;
второй канал для выпуска пищевого продукта из заваривающей камеры;
центрирующий капсулу элемент, установленный в гнезде с возможностью упругого перемещения в осевом направлении и содержащий направляющую и центрирующую поверхность для капсулы, обращенную ко второй части заваривающей камеры,
отличающееся тем, что центрирующий элемент упруго нагружен так, что он частично выступает из гнезда при открытой заваривающей камере и имеет возможность перемещения внутрь гнезда при закрывании заваривающей камеры, причем, когда заваривающая камера закрыта с расположенной внутри нее капсулой, центрирующий элемент полностью введен внутрь гнезда.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, когда заваривающая камера закрыта с расположенной внутри нее капсулой, центрирующий элемент отведен назад по отношению к указанному краю.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что край гнезда образует прижимную поверхность, взаимодействующую с уплотняемой поверхностью, расположенной на второй части заваривающей камеры, причем диаметр упомянутого края превышает диаметр центрирующего капсулу элемента.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что край гнезда образует прижимную поверхность, взаимодействующую с уплотняемой поверхностью, расположенной на второй части заваривающей камеры, причем диаметр упомянутого края превышает диаметр центрирующего капсулу элемента.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит сцепляющиеся с капсулой элементы, выполненные с возможностью удержания капсулы во время закрывания заваривающей камеры и удаления ее из заваривающей камеры при ее открывании, при этом центрирующий элемент выполнен с возможностью выталкивания капсулы из гнезда.
6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что содержит сцепляющиеся с капсулой элементы, выполненные с возможностью удержания капсулы во время закрывания заваривающей камеры и удаления ее из заваривающей камеры при ее открывании, при этом центрирующий элемент выполнен с возможностью выталкивания капсулы из гнезда.
7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что содержит сцепляющиеся с капсулой элементы, выполненные с возможностью удержания капсулы во время закрывания заваривающей камеры и удаления ее из заваривающей камеры при ее открывании, при этом центрирующий элемент выполнен с возможностью выталкивания капсулы из гнезда.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющая поверхность является конической, сужающейся по направлению к основанию гнезда.
9. Устройство по любому из пп.2-7, отличающееся тем, что направляющая поверхность является конической, сужающейся по направлению к основанию гнезда.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центрирующий элемент имеет кольцевую форму.
11. Устройство по любому из пп.2-8, отличающееся тем, что центрирующий элемент имеет кольцевую форму.
12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что внешний край центрирующего элемента обращен ко второй части заваривающей камеры, а внутренний край окружает пластину внутри гнезда, на которой расположен по меньшей мере один перфоратор.
13. Устройство по п.11, отличающееся тем, что внешний край центрирующего элемента обращен ко второй части заваривающей камеры, а внутренний край окружает пластину внутри гнезда, на которой расположен по меньшей мере один перфоратор.
14. Устройство по любому из пп.1-8, 10 или 12, отличающееся тем, что центрирующий элемент содержит по меньшей мере одну направляющую поверхность, имеющую возможность скольжения по ответной ей направляющей поверхности, составляющей единое целое с первой частью заваривающей камеры, причем направляющие поверхности расположены, по существу, параллельно направлению перфорирования.
15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что направление перфорирования, по существу, параллельно оси по меньшей мере одного перфоратора.
16. Устройство по любому из пп.1-8, 10 или 12, отличающееся тем, что на внутренней стенке гнезда расположен по меньшей мере один перфоратор, окруженный кольцевой полостью, в которой установлен центрирующий элемент с возможностью скольжения.
17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что в кольцевой полости расположен упругий сжимаемый элемент, действующий на центрирующий элемент, нагружая его так, чтобы он выступал из гнезда.
18. Устройство по п.16, отличающееся тем, что кольцевая полость окружает основание, через которое проходит второй канал для выпуска пищевого продукта, и на котором установлен по меньшей мере один перфоратор.
19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что на основании установлена пластина, на которой расположен по меньшей мере один перфоратор, причем между основанием и пластиной расположена выемка для сбора пищевого продукта, соединенная со вторым каналом.
20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что на пластине расположено множество перфораторов.
21. Устройство по любому из пп.3-8, 10 или 12, отличающееся тем, что на диске, поддерживаемом второй частью заваривающей камеры, образована прижимная поверхность.
22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что диск упруго нагружен в сторону первой части заваривающей камеры.
23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что диск имеет по меньшей мере одно отверстие, через которое выступает перфоратор при упругом перемещении диска внутрь углубления, образованного во второй части.
24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что во второй части заваривающей камеры расположено множество перфораторов, а диск имеет соответствующее множество отверстий, через которые перфораторы могут выступать при движении диска внутрь углубления.
25. Устройство по любому из пп.1-8, 10 или 12, отличающееся тем, что вторая часть заваривающей камеры связана с двумя противоположно расположенными и открываемыми подвижными сцепляющимися с капсулой элементами, содержащими направляющие желоба, предназначенные для вставки и удержания капсулы в пространстве между первой и второй частями заваривающей камеры, когда первая и вторая части находятся в открытом положении.
26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что противоположно расположенные подвижные сцепляющиеся с капсулой элементы содержат соответствующие извлекающие элементы, предназначенные для извлечения капсулы из гнезда первой части заваривающей камеры, когда первая и вторая части открыты.
27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что на каждом из подвижных сцепляющихся с капсулой элементов желоб и извлекающий элемент расположены последовательно вдоль направления открывания и закрывания заваривающей камеры.
28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что желоба расположены дальше от второй части заваривающей камеры, чем извлекающие элементы.
29. Устройство по п.25, отличающееся тем, что подвижные сцепляющиеся с капсулой элементы имеют возможность открывающего перемещения в плоскости, параллельной направлению возвратно-поступательного открывающего и закрывающего перемещения первой и второй частей заваривающей камеры.
30. Устройство по п.25, отличающееся тем, что подвижные сцепляющиеся с капсулой элементы прикреплены ко второй части заваривающей камеры и выполнены с возможностью открывающего перемещения при взаимодействии с первой частью заваривающей камеры.
31. Устройство по п.25, отличающееся тем, что подвижные сцепляющиеся с капсулой элементы расположены на боковых сторонах второй части заваривающей камеры.
32. Устройство по п.25, отличающееся тем, что первая часть заваривающей камеры имеет упорные профили, взаимодействующие с соответствующими упорными профилями подвижных зацепляющихся с капсулой элементов для открывания этих подвижных элементов.
33. Устройство по п.32, отличающееся тем, что первая часть заваривающей камеры имеет противолежащие наружные поверхности, наклоненные по отношению к направлению открывания и закрывания заваривающей камеры и образующие упорные профили.
34. Устройство по п.32, отличающееся тем, что упорные профили подвижных сцепляющихся с капсулой элементов образованы поверхностями, наклоненными по отношению к направлению открывания и закрывания заваривающей камеры.
35. Устройство по п.25, отличающееся тем, что направляющие желоба объединены с нижними ограничителями, определяющими положение удержания капсулы в пространстве между первой и второй частями заваривающей камеры.
36. Устройство по п.25, отличающееся тем, что каждый из направляющих желобов завершается нижним ограничителем, определяющим положение удержания капсулы в пространстве между первой и второй частями заваривающей камеры.
37. Устройство по п.35, отличающееся тем, что направляющие желоба выполнены с возможностью удержания капсулы в таком положении, что ее ось, по существу, совпадает с осью заваривающей камеры.
38. Устройство по п.25, отличающееся тем, что первая и вторая части заваривающей камеры имеют возможность перемещения в, по существу, горизонтальном направлении, направляющие желоба расположены, по существу, вертикально, а подвижные сцепляющиеся с капсулой элементы имеют возможность открывающего перемещения в, по существу, горизонтальной плоскости.
39. Устройство по любому из пп.1-8, 10 или 12, отличающееся тем, что относительно несущей конструкции вторая часть заваривающей камеры имеет возможность перемещения, а первая часть заваривающей камеры неподвижна.
40. Устройство по любому из пп.1-8, 10 или 12, отличающееся тем, что содержит рычажный механизм для ручного управления открыванием и закрыванием заваривающей камеры.
41. Устройство по п.40, отличающееся тем, что вторая часть заваривающей камеры и подвижные элементы закреплены на общем поддерживающем элементе.
42. Устройство по п.25, отличающееся тем, что подвижные сцепляющиеся с капсулой элементы являются упругодеформируемыми.
43. Устройство по п.25, отличающееся тем, что подвижные сцепляющиеся с капсулой элементы имеют, по существу, пластинчатую форму.
44. Устройство по любому из пп.1-8, 10 или 12, отличающееся тем, что центрирующий элемент выполнен в виде единой детали.
45. Устройство по любому из пп.1-8, 10 или 12, отличающееся тем, что центрирующий элемент разделен на несколько участков или секторов.
46. Устройство по п.45, отличающееся тем, что каждый участок или сектор, на которые разделен центрирующий элемент, нагружен посредством по меньшей мере одного упругого элемента.
47. Кофеварка, содержащая заваривающее устройство по любому из пп.1-46.
