Сменная кассета для диспенсера порций для напитков
Изобретение относится к хранению и выдаче порционных компонентов напитка для приготовления напитков с использованием таких порционных компонентов напитка в устройстве для приготовления напитка, например в кофемашине для приготовления кофе для домашнего или профессионального применения. Техническим результатом является возможность предотвращения окисления ингредиента напитка. Технический результат достигается тем, что сменная кассета для диспенсера порций выполнена с возможностью хранения и выдачи компонентов напитка для приготовления напитков и содержит удлиненный полый элемент для хранения, содержащий внутренний объем для размещения множества компонентов напитка, содержащий закрытый конец и открытый конец с выходным отверстием, закрывающий колпачок, выполненный с возможностью разъемного присоединения к удлиненному полому элементу для хранения на открытом конце элемента для хранения и герметичного присоединения к удлиненному полому элементу для хранения посредством разъемного комплементарного соединения, причем закрывающий колпачок содержит фиксирующий элемент или соответственно захватывающий элемент, выполненный с возможностью комплементарного соединения с захватывающим элементом, или соответственно фиксирующим элементом диспенсера порций и с возможностью извлечения закрывающего колпачка с удлиненного полого элемента для хранения при его соединении с диспенсером порций и повторного соединения с удлиненным полым элементом для хранения перед отсоединением от диспенсера порций. 19 з.п. ф-лы, 37 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к хранению и выдаче порционных компонентов напитка для приготовления напитков с использованием таких порционных компонентов напитка в устройстве для приготовления напитка, например в кофемашине для приготовления кофе для домашнего или профессионального применения.
Уровень техники
Известно, что кофе продается в герметичных упаковках для предотвращения его контакта с воздухом, вследствие которого может произойти быстрое окисление и потеря ароматов. Область применения закрытых капсул для напитков, по существу, интенсивно развивается, поскольку каждая порция кофе защищается соответствующей газонепроницаемой и функциональной упаковкой до момента экстракции кофе в подходящей кофемашине.
Например, в патентах EP0512468 и EP0512470 соответственно предложены герметичная капсула для напитка и процесс экстракции напитка из такой капсулы.
В патентах US8178139 и US8210097 соответственно предложена сферическая капсула, содержащая скопление прессованного заполнителя, который будет настаиваться, и упаковочную оболочку, непроницаемую для воздуха и воды, а также машина для автоматического приготовления и выдачи напитка из такой герметичной капсулы посредством прокола упаковочной оболочки. В частности, капсулы уложены в емкость над инфузионной камерой, и их отбирают по отдельности с помощью задней направляющей вилки, которая формирует часть инфузионной камеры.
В патенте FR2879175 предложена порция кофе для автоматических машин для приготовления и выдачи напитков с инфузионной камерой и положением заполнения для заданного количества молотого кофе в инфузионной камере. Порцию кофе можно прессовать из обжаренного и молотого кофе до округлой внешней формы в виде, по существу, сферического комка. Порция кофе дополнительно включает в себя оболочку из по меньшей мере одного слоя или пленки из пористого материала, окружающего скопление кофейной смеси.
В WO2014135677 предложена упаковка для хранения капсул с ингредиентами напитка, в которой предусмотрены внешнее отверстие, герметизируемое закрывающим материалом, и защита от попадания кислорода или влаги, и при этом закрывающий материал формируется как минимум порцией первой закрытой капсулы, располагаемой вблизи выпускного отверстия упаковки. Кроме того, описано устройство для контролируемой выдачи капсул с ингредиентами напитка, причем в таком устройстве предусмотрен раздаточный выходной канал для выборочной выдачи закрытых капсул и изолированная зона распределения защитного барьера внутри канала перемещения капсулы, а также средство для продувки камеры приема капсулы инертным газом.
Другие патенты, например EP1879487 или US20110185908, относятся к выдаче порошка кофе из диспенсера, включающего в себя контейнер для хранения, затворяющее средство и подачу вакуума или инертного газа для удаления кислорода из раздаточной камеры.
В целом решения для порционных упаковок, благодаря которым возможно предотвратить окисление ингредиента кофе, обладают множеством преимуществ, такими как свежесть, качество кофе за счет точного дозирования и регулируемой экстракции. Однако их производство требует значительных затрат, как правило, большего количества упаковочного материала и возможной сложной цепочки вторичной переработки упаковки.
Большинство прочих решений по выдаче ингредиентов кофе, в частности выдаче насыпного порошка кофе, имеют проблемы с точностью дозирования, а также сложны, громоздки и затратны в отношении поддержания контролируемой атмосферы внутри диспенсера из-за необходимости применения отдельной системы создания вакуума или подачи инертного газа.
WO2014135677 также имеет недостатки в отношении поддержания контролируемой атмосферы из-за применения отдельного устройства создания вакуума или генерации инертного газа. Кроме того, раздающая кассета сложна в производстве и требует большого расхода упаковочного материала.
Поэтому востребовано решение, с помощью которого можно получить недорогую, рациональную и просто сменяемую упаковку для точной и надежной выдачи ингредиентов продукта напитка, например обжаренного и молотого кофе, для приготовления напитка и при этом сохранения максимальной свежести ингредиентов продукта и снижения расхода материала упаковки.
Цель настоящего изобретения состоит в решении описанной выше проблемы предшествующего уровня техники. Кроме того, изобретение направлено на решение дополнительных проблем, перечисленных в описании.
Раскрытие изобретения
В первом аспекте изобретение относится к сменной кассете для диспенсера порций, выполненной с возможностью хранения и выдачи порционных компонентов напитка для приготовления напитков, содержащей:
- удлиненный полый элемент для хранения, содержащий внутренний объем для размещения множества порционных компонентов ингредиента напитка (далее именуемых «компоненты напитка»), содержащий закрытый конец и открытый конец, содержащий выходное отверстие,
- закрывающий колпачок, выполненный с возможностью разъемного присоединения к удлиненному полому элементу для хранения на открытом конце элемента для хранения и герметичного присоединения к удлиненному полому элементу для хранения с помощью разъемного комплементарного соединения,
причем закрывающий колпачок содержит фиксирующий элемент или, соответственно, захватывающий элемент, выполненный с возможностью комплементарного соединения с захватывающим элементом или, соответственно, фиксирующим элементом диспенсера порций, для снятия закрывающего колпачка с удлиненного полого элемента для хранения при его подсоединении к диспенсеру порций и повторного подсоединения к удлиненному полому элементу для хранения перед отсоединением от диспенсера порций.
Термин «сменный» означает, что располагаемая в диспенсере порций кассета может быть извлечена из диспенсера порций в закрытом состоянии (с повторно подсоединенным к кассете колпачком), при этом будут выданы не все компоненты напитка, и качество имеющихся в кассете компонентов напитка не пострадает. После этого к диспенсеру порций может быть подсоединена другая кассета (с компонентом напитка для другого напитка).
Удлиненный полый элемент для хранения предпочтительно выполнен в форме трубчатого элемента для хранения.
Размер выходного отверстия предпочтительно выбран с обеспечением возможности выдачи одного компонента напитка или множества компонентов напитка за раз.
Закрытый конец может быть закрыт конструктивно или с помощью специального закрывающего средства.
Внутренний объем предпочтительно защищен от окружающего воздуха и/или влаги, например вакуумом или инертным бескислородным газом, а удлиненный полый элемент для хранения и закрывающий колпачок герметично закрыты с возможностью предотвращения обмена газом с окружающим воздухом, когда закрывающий колпачок находится в соединенном положении с удлиненным полым элементом для хранения.
Внутренний объем удлиненного полого элемента для хранения дополнительно защищен от ультрафиолетового света для предохранения компонентов напитка от воздействия ультрафиолетового света.
В частности, перед первым снятием закрывающего колпачка во внутреннем объеме предпочтительно, по существу, отсутствует кислород. Возможный уровень остаточного кислорода должен быть таким, чтобы, по существу, поддерживать неокисленное состояние обжаренного и молотого кофе в течение нескольких дней или недель.
Изобретение, по существу, основано на принципе, который позволяет свести к минимуму обмен газом (и влагой) между хранимыми в группе порционными компонентами в упаковке и окружающим воздухом при выборочной выдаче компонента (-ов). Один аспект опирается на возможность многократного, надежного и автоматического открытия для выдачи и повторной герметизации для хранения кассеты с использованием диспенсера порционного продукта.
Порционные компоненты ингредиента напитка (далее именуемые «компоненты напитка») предпочтительно, по существу, имеют сферическую форму и, по существу, изготовлены из прессованного порошка, хлопьев, волокон, листьев, кусочков фруктов или их комбинации. Преимуществами таких признаков является более простая обработка, более точное дозирование при приготовлении напитка, а также стойкость к окислению за счет ограниченной поверхности обмена, обеспечиваемой формой и компактностью такой формы.
В предпочтительном примере порционные компоненты напитка предпочтительно имеют сферическую форму прессованного порошка кофе с плотностью в диапазоне от 0,5 до 1,2 г/см3, более предпочтительно 0,65–1 г/см3. Они могут иметь диаметр 20–30 мм, более предпочтительно 25–28 мм и могут иметь массу от 5 до 10 граммов, более предпочтительно от 6 до 8 граммов.
Компоненты напитка предпочтительно, по существу, изготовлены из прессованного обжаренного и молотого кофе. Каждый компонент напитка предпочтительно изготовлен из прессованного порошка с плотностью от 0,5 до 1,2 г/см3, более предпочтительно от 0,65 до 1 г/см3, наиболее предпочтительно от 0,7 до 0,9 г/см3.
В альтернативном варианте осуществления компоненты напитка изготовлены из прессованного растворимого кофе или чая.
Термин «по существу» означает, что более 90 мас.% каждого компонента изготовлено из рассматриваемого материала.
Термин «сферический» подразумевает форму, похожую на шар, близкую к сфере или эквивалентную ей с учетом естественных изъянов и шероховатости внешней поверхности, а также возможного удаления небольшой части сферы или поверхностного тиснения (например, усечения).
В предлагаемом методе компоненты напитка не содержат оболочки из непищевого материала (дополнительный слой упаковки). Поэтому компоненты напитка не упаковывают по отдельности, за счет чего значительно сокращаются производственные затраты и обеспечивается меньший расход упаковки на кассету. Это может быть справедливо, например, в случае изготовления компонентов напитка из прессованного кофе.
В альтернативном варианте осуществления каждый компонент напитка может быть закрыт по меньшей мере одним защитным слоем, изготовленным из биоразлагаемого или водорастворимого материала. Предпочтительно, чтобы материал был пористым или растворимым при контакте с водой. Например, каждый компонент напитка можно оборачивать предпочтительно тонкой оболочкой, изготовленной из целлюлозы, полисахарида или биоразлагаемого полимера, например полимолочной кислоты. Функция защитного слоя, по существу, заключается в сохранении целостности прессованной формы компонента напитка в зависимости от типа ингредиента с возможностью уменьшения риска крошения на мелкие кусочки или сохранения кусочков внутри оболочки при крошении. Это может быть справедливо, например, в случае использования компонентов напитка, изготовленных из прессованного чая или чайных листьев.
Удлиненный полый элемент для хранения предпочтительно выполнен с возможностью приема стопки компонентов напитка. Удлиненный полый элемент для хранения имеет поперечное сечение, соответствующее размеру пищевого продукта, для обеспечения хранения в кассете одного ряда компонентов напитка, уложенных стопкой. Первый компонент в стопке контактирует с внутренней поверхностью закрывающего колпачка и поэтому может быть вытолкнут под действием силы тяжести при снятии закрывающего колпачка, например поднят фиксирующим элементом. Внутренняя поверхность закрывающего колпачка может иметь вогнутую форму для приема первого компонента напитка после снятия закрывающего колпачка. Закрывающий колпачок может служить опорным средством для компонента напитка при его перемещении к области выдачи и/или выдаче диспенсером порций.
Удлиненный полый элемент и закрывающий колпачок могут выполнены из упаковочного (-ых) материала (-ов), содержащего (-их) барьерный слой для защиты от кислорода, например этиленвиниловый спирт (EVOH) или поливиниловый спирт (PVOH). В частности, перед первым снятием закрывающего колпачка во внутреннем объеме предпочтительно, по существу, отсутствует кислород.
В предлагаемом методе комплементарное соединение закрывающего колпачка и удлиненного полого элемента для хранения обеспечивается путем посадки с натягом и/или с геометрическим замыканием.
В одном возможном аспекте комплементарное соединение закрывающего колпачка и удлиненного полого элемента для хранения представляет собой резьбу закрывающего колпачка, соответствующую комплементарной резьбе удлиненного полого элемента.
Дополнительное комплементарное соединение может представлять собой байонетное соединение.
Преимущество заключается в простоте снятия закрывающего колпачка с помощью захватывающего элемента внешнего диспенсера порций. В частности, захватывающий элемент может быть снабжен приводным устройством шпиндельного типа с возможностью быстрого отвинчивания и повторного привинчивания закрывающего колпачка для открытия конца удлиненного полого элемента. Между закрывающим колпачком и удлиненным полым элементом предпочтительно предусмотрен уплотнительный элемент. Уплотнительный элемент может быть частью комплементарного соединения или добавляемым приспособлением к комплементарному соединению. Преимущество уплотнительного элемента заключается в предотвращении попадания кислорода внутрь кассеты. В предпочтительном методе уплотнительный элемент может содержать по меньшей мере один гибкий круговой буртик, выступающий из закрывающего колпачка или удлиненного полого элемента для хранения соответственно и прижимающийся к удлиненному полому элементу для хранения или закрывающему колпачку соответственно. Уплотнительный элемент может содержать добавляемое сжимающееся кольцо, например уплотнительное кольцо, изготовленное из резины, силикона, этилен-пропиленового каучука (EPDM) или термопластичного эластомера.
В предпочтительном аспекте фиксирующий элемент содержит приемную полость, представляющую собой приемную полость для концевой части захватывающего элемента, и входной проем для выборочной вставки концевой части захватывающего элемента. Поперечное сечение входного проема предпочтительно меньше поперечного сечения приемной полости. Поэтому предотвращается риск случайного или ненадлежащего удаления закрывающего колпачка. Снятие закрывающего колпачка может должным образом контролироваться диспенсером порций для обеспечения открытия кассеты для выдачи компонента напитка в герметично закрытой области диспенсера (например, в ограниченном объеме, в котором захват компонента напитка происходит до или для переноса в область выдачи), то есть в месте с сохранением достаточно низкого объема кислорода, который может попасть в кассету.
Приемная полость фиксирующего элемента может содержать по меньшей мере одну первую контактную поверхность, при этом первые контактные поверхности предпочтительно ориентированы поперечно и/или радиально по отношению к направлению прохождения удлиненного полого элемента для передачи крутящего момента концевой части захватывающего элемента для прекращения комплементарного соединения закрывающего колпачка и удлиненного полого элемента. В частности, если комплементарное соединение имеет резьбу закрывающего колпачка с комплементарной резьбой удлиненного полого элемента, контактные поверхности обеспечивают передачу крутящего момента для отвинчивания закрывающего колпачка и его отсоединения от удлиненного полого элемента.
Захватывающий элемент может дополнительно содержать по меньшей мере одну вторую контактную поверхность, при этом вторые контактные поверхности предпочтительно ориентированы поперечно и/или радиально по отношению к отверстию удлиненного полого элемента для хранения для передачи крутящего момента захватывающего элемента для последующего восстановления комплементарного соединения закрывающего колпачка и удлиненного полого элемента. Аналогичным образом, если комплементарное соединение содержит резьбу закрывающего колпачка с комплементарной резьбой удлиненного полого элемента, вторые контактные поверхности обеспечивают передачу крутящего момента для отвинчивания закрывающего колпачка и повторного соединения его с удлиненным полым элементом для герметичного закрытия кассеты и предотвращения дальнейшего газообмена с окружающей средой или ухудшения вакуума.
В данном режиме фиксирующий элемент содержит приемную полость с радиально расположенными первой и второй контактными поверхностями, которые представляют собой части поверхности двух выступов, проходящих внутри приемной полости в направлении центра приемной полости и расположенных напротив друг друга для избирательного зацепления в зависимости от направления вращения захватывающего элемента. Снова приведенный вариант решения особенно подходит в случае резьбового соединения закрывающего колпачка и удлиненного полого элемента и может быть легко приведен в движение в двух противоположных направлениях вращения с помощью захватывающего элемента под действием выделенного валового привода.
Во втором режиме захватывающий элемент содержит приемную полость некруглой, предпочтительно удлиненной в поперечном направлении формы, выполненную с возможностью приема удлиняемой концевой части захватывающего элемента. Захватывающий элемент может дополнительно содержать входной проем с меньшим контуром, чем наибольший поперечный размер приемной полости. Входной проем предпочтительно имеет круглый контур. Такой режим особенно прост, поскольку за счет автоматической компенсации люфта идет передача крутящего момента от захватывающего элемента фиксирующему элементу в двух противоположных направлениях (например, в направлениях привинчивания и отвинчивания).
Захватывающий элемент может содержать входной проем круглого отверстия, который меньше большего размера некруглой, предпочтительно удлиненной в поперечном направлении приемной полости, за счет чего формируется внутренняя кромка, обеспечивающая осевое зацепление концевой части захватывающего элемента в процессе извлечения закрывающего колпачка.
В данном режиме концевая часть захватывающего элемента устройства диспенсера предпочтительно содержит расширяемый элемент зацепления, например две раздельные половины диска, выполненные с возможностью введения через входной проем (например, круглый) и возможностью расхождения в поперечном направлении внутри приемной полости, чтобы закреплять соединение захватывающего элемента с фиксирующим элементом закрывающего колпачка.
В третьем варианте осуществления фиксирующий элемент содержит деформируемую полую приемную полость и входной проем меньшего поперечного сечения по сравнению с поперечным сечением полой приемной полости и по сравнению с соответствующим поперечным сечением концевой части захватывающего элемента для расширения приемной полости при введении концевой части. Преимуществом такого решения является обеспечение более точного совмещения между фиксирующим элементом кассеты и захватывающим элементом диспенсера для уменьшения люфта и увеличения крутящего момента, передаваемого закрывающему колпачку, с обеспечением извлечения и повторного соединения. Можно также увеличивать скорость перемещения закрывающего колпачка, уменьшая за счет этого потери вакуума или утечку защитной атмосферы в кассете.
В частности, фиксирующий элемент может содержать приемную полость с радиально расположенными первой и второй поверхностями зацепления, формирующими продольно проходящие канавки или, соответственно, ребра на внутренней поверхности, которые комплементарны по форме продольно проходящим ребрам, соответственно канавкам, на внешней поверхности концевой части захватывающего элемента. Опять же при этом улучшается надежность соединения между захватывающим элементом и фиксирующим элементом. Можно дополнительно увеличивать скорость движения закрывающего колпачка.
Кроме того, соединение закрывающего колпачка на внешней трубчатой поверхности может дополнительно содержать ориентированные наружу и убираемые лапки, выполненные с возможностью зацепления со сквозными отверстиями комплементарной формы на открытом конце удлиненного полого элемента для хранения, и приемную полость фиксирующего элемента, содержащую упругий исполнительный элемент, проходящий сквозь приемную полость, для зацепления концевой части захватывающего элемента, чтобы убирать лапки после зацепления в приемной полости. Поэтому можно блокировать резьбовое или байонетное соединение или аналогичное соединение до момента убирания лапок. Преимуществом является возможность дополнительного повышения надежности закрытия кассеты, а значит, снижения риска случайного или ненадлежащего извлечения закрывающего колпачка.
В другом аспекте удлиненный полый элемент для хранения содержит паз или выступ, например кольцевую канавку, выполненную с возможностью разъемного соединения удлиненного полого элемента для хранения со стопорным элементом, например защелкивающимся эластично смещаемым стопорным элементом гнезда для присоединения диспенсера. Паз или выступ предпочтительно размещаются на соединительной части удлиненного полого элемента для хранения, которую можно соединять с комплементарной трубчатой поверхностью гнезда для присоединения. Стопорный элемент гнезда для присоединения может быть расположен на трубчатой поверхности.
Следует отметить, что в одном из вариантов осуществления, входящих в объем изобретения, фиксирующий элемент может быть частью диспенсера, а захватывающий элемент может быть частью закрывающего колпачка.
Как отмечалось выше, изобретение также относится к системе, содержащей диспенсер для напитков и сменную кассету.
Более конкретно, изобретение относится к системе, содержащей сменную кассету и диспенсер порций, причем сменная кассета содержит:
- удлиненный полый элемент для хранения, содержащий внутренний объем для размещения множества компонентов напитка, содержащий закрытый конец и открытый конец с выходным отверстием,
- закрывающий колпачок, выполненный с возможностью разъемного присоединения к удлиненному полому элементу для хранения на открытом конце элемента для хранения и герметичного присоединения к удлиненному полому элементу для хранения с помощью разъемного комплементарного соединения,
причем закрывающий колпачок содержит фиксирующий элемент или, соответственно, захватывающий элемент,
и при этом диспенсер порций содержит захватывающий элемент или, соответственно, фиксирующий элемент, выполненный с возможностью комплементарного соединения с фиксирующим элементом или, соответственно, с захватывающим элементом закрывающего колпачка для обеспечения извлечения закрывающего колпачка из удлиненного полого элемента и его повторного соединения с удлиненным полым элементом.
В предпочтительном аспекте съемное комплементарное соединение имеет конструкцию резьбы закрывающего колпачка и комплементарной резьбы удлиненного полого элемента для хранения.
Изобретение дополнительно относится к устройству для приготовления напитка, содержащему диспенсер порций или систему диспенсера порций, как указано выше.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 приведен вид в перспективе системы диспенсера порций изобретения со сменной кассетой, установленной на диспенсере порций.
На фиг. 2 представлен вид сбоку сменной кассеты изобретения.
На фиг. 3 приведен вид в плоскости поперечного сечения в плоскости P системы диспенсера порций изобретения, представленной на фиг. 1.
На фиг. 4 приведен увеличенный вид фиг. 3, на котором показано взаимное соединение между сменной кассетой и диспенсером порций в выдвинутом положении поршня.
На фиг. 5–8 приведены виды в перспективе в поперечном сечении принципиальной кинематики работы диспенсера порций в соответствии с первым вариантом осуществления.
На фиг. 5 представлен вид в перспективе в поперечном сечении системы диспенсера порций в положении раздачи с поршнем в выдвинутом положении и сменной кассетой, герметично закрытой закрывающим колпачком (т. е. до выбора и загрузки компонента напитка из хранилища в диспенсере).
На фиг. 6 приведен вид в перспективе в поперечном сечении системы диспенсера порций изобретения, представленной на фиг. 1, в положении дозирования, в котором компонент напитка располагается в раздаточной камере до передачи в зону выдачи.
На фиг. 7 показан вид в перспективе в поперечном сечении системы диспенсера порций изобретения, причем компонент напитка находится в раздаточной камере с поршнем в убранном положении и после перевода в положение выдачи.
На фиг. 8 показан вид в перспективе системы диспенсера порций изобретения в положении выдачи с поршнем в выдвинутом положении и дозированием компонента напитка в зону выдачи.
На фиг. 9 представлен увеличенный вид с фиг. 5 в поперечном сечении.
На фиг. 10 представлен увеличенный вид с фиг. 6 в поперечном сечении.
На фиг. 11 представлен увеличенный вид с фиг. 7 в поперечном сечении.
На фиг. 12 приведен вид в перспективе системы порционного диспенсера с частично удаленной рамой в промежуточном положении узла поршня между положениями раздачи и выдачи.
На фиг. 13 представлен увеличенный вид с фиг. 12 в поперечном сечении.
На фиг. 14 представлен вид сбоку закрывающего колпачка сменной кассеты.
На фиг. 15 представлен вид снизу закрывающего колпачка, приведенного на фиг. 14.
На фиг. 16 представлен вид в перспективе в поперечном сечении в плоскости А-А закрывающего колпачка, приведенного на фиг. 14.
На фиг. 17 приведен вид сбоку в поперечном сечении зацепления захватывающего элемента поршня и фиксирующего элемента закрывающего колпачка сменной кассеты.
На фиг. 18 приведен вид по фиг. 17 в перспективе в поперечном сечении с удаленной уплотняющей частью поршня.
На фиг. 19 представлен вид в перспективе в поперечном сечении вдоль линии А-А закрывающего колпачка, на котором показано зацепление захватывающего элемента в процессе удаления, т. е. вывинчивания закрывающего колпачка поршнем.
На фиг. 20 представлен вид в перспективе в поперечном сечении вдоль линии А-А закрывающего колпачка, на котором показано зацепление захватывающего элемента в процессе повторного соединения, т. е. завинчивания закрывающего колпачка поршнем.
На фиг. 21 представлен вид в перспективе в поперечном сечении по фиг. 20.
На фиг. 22 представлен вид в поперечном сечении вдоль оси кассеты компонента напитка, приведенной на фиг. 2.
На фиг. 23 представлен вид в перспективе в поперечном сечении закрывающего колпачка, приведенного на фиг. 14, в соответствии со вторым вариантом осуществления.
На фиг. 24 представлен вид в плоскости закрывающего колпачка, приведенного на фиг. 23.
На фиг. 25 представлен вид в перспективе захватывающего элемента диспенсера порций, выполненного с возможностью зацепления с закрывающим колпачком второго варианта осуществления, представленного на фиг. 22–24.
На фиг. 26 показана деталь захватывающего элемента, приведенного на фиг. 25, в частности исполнительного механизма приводной системы.
На фиг. 27 приведен увеличенный вид в поперечном сечении захватывающего элемента, показанного на фиг. 25.
На Фиг. 28 приведен вид в перспективе рубашки захватывающего элемента, показанного на Фиг. 25.
На фиг. 29 приведен вид в поперечном сечении в плоскости A-A захватывающего колпачка с захватывающим элементом поршня, введенным в фиксирующий элемент закрывающего колпачка в нейтральном положении (т. е. не приведенным в положение блокировки).
На фиг. 30 приведен вид в плоскости в поперечном сечении в плоскости C-C системы фиксации в нейтральном положении, приведенном на фиг. 29.
На фиг. 31 приведен вид в поперечном сечении в плоскости A-A захватывающего колпачка с захватывающим элементом поршня, введенным в фиксирующий элемент закрывающего колпачка в положении блокировки для извлечения (например, отвинчивания) закрывающего колпачка.
На фиг. 32 приведен вид в поперечном сечении в плоскости С-С системы фиксации, показанной на фиг. 31.
На фиг. 33 представлен вид в поперечном сечении в плоскости С-С системы фиксации, показанной на фиг. 32, но в ходе последующей операции извлечения закрывающего колпачка.
На фиг. 34 представлен вид в перспективе системы фиксации с закрывающим колпачком и фиксирующим элементом поршня перед соединением в соответствии с третьим вариантом осуществления.
На фиг. 35 приведен вид в поперечном сечении в плоскости D системы фиксации, показанной на фиг. 32.
На фиг. 36 приведен вид в поперечном сечении в плоскости D системы фиксации, показанной на фиг. 33, в положении блокировки.
На фиг. 37 приведен вид в поперечном сечении в плоскости D системы фиксации, показанной на фиг. 33, после извлечения закрывающего колпачка.
Осуществление изобретения
Изобретение относится к системе 1 диспенсера порций, как показано вплоть до фиг. 4, содержащей диспенсер 2 порций и сменную кассету 3 в соответствии с изобретением.
Диспенсер 2 порций, по существу, содержит раму 4 с гнездом 5 для присоединения с возможностью приема сменной кассеты. В гнезде для присоединения может быть предусмотрено раздаточное отверстие 6.
Первый вариант осуществления кассеты изобретения приведен на фиг. 2 и 22. Сменная кассета 3 содержит удлиненный полый элемент для хранения в форме трубчатого элемента 7 для хранения, предназначенного для хранения компонентов 8 напитка, например прессованных шариков из ингредиентов напитка. Ингредиенты напитка могут содержать или представлять собой обжаренный и молотый кофе. Трубчатый элемент для хранения предпочтительно выполнен с возможностью размещения стопки компонентов напитка, устанавливаемой в вертикальное положение при введении сменной кассеты в гнездо 5 для присоединения, благодаря чему происходит раздача компонента напитка в диспенсер порций по отдельности и под действием силы тяжести. Трубчатый элемент для хранения предпочтительно имеет удлиненную форму и проходит вдоль продольной оси (Y). В частности, трубчатый элемент для хранения имеет закрытый конец 9 и открытый конец 10 с выходным отверстием 11, поперечное сечение которого выбрано с возможностью обеспечения разовой выдачи единичного компонента напитка. Трубчатый элемент 7 для хранения содержит соединительную часть 12, расположенную у выходного отверстия 11 или рядом с ним и выполненную с возможностью соединения по меньшей мере с одной трубчатой поверхностью 13 гнезда 5 для присоединения рамы. Более того, закрывающий колпачок 14 выполнен с возможностью разъемного и герметичного соединения с трубчатым элементом 7 для хранения на открытом конце 10. Для этого предусмотрено разъемное комплементарное соединение 15 элемента для хранения и закрывающего колпачка. Как будет более подробно обсуждаться ниже, такое разъемное соединение может преимущественно иметь резьбу, благодаря которой можно извлекать закрывающий колпачок посредством его вывинчивания и вновь соединять его при завинчивании.
Для внутреннего объема сменной кассеты предпочтительно характерно низкое содержание кислорода. Более предпочтительно ее вакуумирование или насыщение инертным газом, не содержащим кислорода, например диоксидом углерода и/или азотом. Трубчатый элемент для хранения и закрывающий колпачок предпочтительно выполнены из полимерных и/или металлических материалов, которые препятствуют проникновению кислорода по меньшей мере в течение нескольких дней или недель. Между защитным колпачком 14 и трубчатым элементом 7 для хранения также предусмотрено газонепроницаемое уплотнение, например, с использованием газонепроницаемого герметичного соединения и/или дополнительного по меньшей мере одного уплотнительного элемента, например уплотнительного буртика или уплотнительного кольца.
В соответствии с аспектом изобретения диспенсер порций содержит узел 16 поршня, выполненный с возможностью приема компонента напитка и его перемещения в зону 17 выдачи рамы, которая имеет дозирующее отверстие 18. Узел поршня, по существу, содержит поршень 19, установленный в корпусе 20 поршня с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Поршень установлен по оси с раздаточным отверстием 6 и совмещен с продольной осью (Y) сменной кассеты при введении в гнездо для присоединения диспенсера порций.
Трубчатая поверхность 13 диспенсера выполнена с возможностью соединения с трубчатым элементом 7 сменной кассеты с возможностью удержания сменной кассеты в, по существу, вертикальном положении, благодаря чему в диспенсере происходит выдача компонентов напитка под действием силы тяжести. Гнездо 5 для присоединения может дополнительно содержать по меньшей мере один эластичный соединительный элемент 21, выполненный с возможностью разъемного зацепления с трубчатым элементом для хранения сменной кассеты. Как показано на фиг. 4, съемный соединительный элемент может представлять собой защелкивающийся соединительный элемент, расположенный внутри трубчатой поверхности 13 и выполненный с возможностью упругого зацепления с по меньшей мере одним пазом или выступом, например кольцевой канавкой 22 комплементарной формы трубчатого элемента для хранения. Защелкивающийся стопорный элемент 21 может иметь по меньшей мере один зуб с, по существу, поперечной поверхностью, который входит в зацепление с канавкой 22 с возможностью предотвращения перемещения кассеты по оси вверх. С помощью такого соединения можно фиксировать сменную кассету на месте установки и дополнительно обеспечивать герметизацию соединения сменной кассеты с гнездом для присоединения и ее точное совмещение с узлом поршня. Конечно, такие средства соединения могут иметь множество других форм, например форму подпружиненного кольца или нескольких распределенных по окружности подпружиненных шариков. Например, вводимая часть (например, защелкивающийся элемент) может также быть частью кассеты, а ответная часть (например, канавка) может быть предусмотрена внутри трубчатой поверхности 13.
Поршень 19 расположен в корпусе 20 поршня узла 16 поршня для перемещения между выдвинутым положением, в котором поршень подходит к раздаточному отверстию 6 (видно на фиг. 3 и 4), и убранным положением, в котором определена раздаточная камера 23 (показана на фиг. 6 и 9). Объем раздаточной камеры 23 зависит от убираемого расстояния поршня относительно раздаточного отверстия 6. Такое расстояние может быть скорректировано в зависимости от числа и/или объема выдаваемых компонентов напитка с возможностью создания в раздаточной камере 23 минимального свободного объема при наличии в ней компонента (-ов) напитка. В частности, величина такого объема может быть подобрана в соответствии с размером единичного компонента напитка с возможностью захвата компонента напитка узлом поршня по отдельности.
Узел поршня 16 дополнительно включает в себя средство для открытия и последующего закрытия сменной кассеты, чтобы контролировать индивидуальную выдачу компонента напитка и одновременно поддерживать низкое содержание кислорода во внутреннем объеме кассеты. Для этого в поршне предусмотрена концевая часть 24, выполненная с возможностью соединения с закрывающим колпачком 14 сменной кассеты. Узел 16 поршня выполнен с возможностью перемещения поршня с обеспечением отсоединения разъемного комплементарного соединения 15 и его повторного присоединения после выдачи компонента напитка.
Опорная поверхность закрывающего колпачка (т. е. поверхность, в которую упирается компонент напитка для дозирования через корпус, как показано на фиг. 11) также выполнена с возможностью соответствия поверхности затвора с возможностью поддержания количества воздуха, который может попадать в кассету, на как можно более низком уровне. Опорная поверхность закрывающего колпачка предпочтительно является плоской при плоском затворе.
В частности, концевая часть 24 поршня формирует часть захватывающего элемента 25, выполненного с возможностью комплементарного соединения с фиксирующим элементом 26 закрывающего колпачка. Такой механизм захвата и фиксации будет дополнительно описан при обсуждении примеров, приведенных на фиг. 15–21. В принципе захватывающие и фиксирующие элементы 25, 26 выполнены с возможностью обеспечения соединения, благодаря которому сохраняется прикрепление закрывающего колпачка к поршню при перемещении последнего между выдвинутым положением и убранным положением. В результате закрывающий колпачок формирует опору для первого компонента напитка в стопке при отводе поршня, по воздействием чего первый компонент плавно перемещается в раздаточную камеру одновременно с поршнем при задвигании последнего, а не падает в камеру под действием силы тяжести. Преимуществом такой опоры при раздаче является возможность сохранения целостности компонента напитка с обеспечением надлежащего дозирования по отдельности с помощью узла поршня.
Средство открытия и последующего закрытия дополнительно содержит привод 27 поршня, выполненный с возможностью приведения поршня в возвратно-поступательное движение в осевом направлении в корпусе поршня. Более того, привод 27 поршня выполнен с возможностью приведения поршня в комбинированное движение в осевом направлении и вращательное движение вдоль продольной оси (I) с обеспечением извлечения (например, вывинчивания) закрывающего колпачка, соединенного с поршнем, из трубчатого элемента для сохранения кассеты. Для этого комбинированное движение в осевом направлении и вращательное движение выполняют с обеспечением соответствия траектории резьбы комплементарного соединения 15 закрывающего колпачка в кассете. Привод 27 поршня может содержать элемент 28 гайки вала, закрепленный на корпусе поршня, который входит в зацепление с резьбовым валом 29 поршня, чтобы обеспечивать перемещение поршня по возвратно-поступательной и вращательной траектории вдоль оси (I) между выдвинутым и убранным положениями. Вал 29 приводится в действие механизмом 30 зубчатой передачи, который может быть сформирован из двух (или более) шестерен, приводимых в действие электрическим двигателем 31. Преимуществом является то, что механизм зубчатой передачи расположен с обеспечением размещения электрического двигателя параллельно поршню для экономии места в раме диспенсера. Следует отметить, что можно отказаться от использования механизма зубчатой передачи, и при этом двигатель может располагаться соосно с валом 29 и соединяться с ним напрямую.
Как показано на фиг. 9, диспенсер порций содержит уплотнительные элементы, выполненные с возможностью обеспечения надежного газонепроницаемого уплотнительного соединения со сменной кассетой при ее установке в гнездо 5 для присоединения. В частности, уплотнительный элемент 32 предусмотрен между гнездом 5 для присоединения и трубчатым элементом 7 для хранения кассеты. Уплотнительный элемент 32 может быть частью трубчатой поверхности 13 или дополнением к ней, например к ее внутренней нижней части. Уплотнительный элемент 32 в альтернативном или в дополнительном варианте осуществления может быть частью трубчатого элемента 7 для хранения. Другой уплотнительный элемент 33 предусмотрен между гнездом 5 для присоединения рамы или другой ближайшей ее частью и корпусом 20 поршня. Опять же, как показано в примере, уплотнительный элемент 33 может быть составляющей гнезда для присоединения или же в альтернативном или дополнительном варианте осуществления быть частью корпуса поршня. По меньшей мере еще один другой уплотнительный элемент 34 (по существу, два уплотнительных элемента, представленных в предпочтительном примере) является частью поршня 19 и расположен с возможностью зацепления с корпусом 20 поршня. Уплотнительные элементы 32, 33 и 34 задействованы в герметичном соединении сменной кассеты с узлом поршня с возможностью предотвращения попадания поступающего извне воздуха в раздаточную камеру 23 и во внутренний объем сменной кассеты. В результате при извлечении закрывающего колпачка в процессе отведения поршня возникающие при этом баланс давлений и связанный с ним газоперенос возможны только между сменной кассетой и раздаточной камерой 23. При отведении поршня поступление воздуха извне, по существу, не происходит.
В соответствии с другим аспектом диспенсера порций узел 16 поршня устанавливают на раме 4 с возможностью перемещения между положением выдачи и положением дозирования. В проиллюстрированном режиме узел поршня установлен с возможностью поворота вокруг оси Z вращения, которая параллельна оси I перемещения поршня. В положении дозирования поршень оказывается в осевом положении по отношению к дозирующему отверстию 18 (вдоль оси O). Раздаточное отверстие 6 и дозирующее отверстие 18 могут иметь параллельное (по существу вертикальное) осевое расположение, чтобы обеспечивать возможность простого перемещения корпуса подвижного механизма, например поворотного перемещения, между двумя положениями относительно рамы. Узел поршня приводится в движение приводом 35 узла поршня. Привод узла поршня может содержать кольцевую шестерню 89, закрепленную на корпусе поршня, приводную шестерню 60 в зацеплении с кольцевой шестерней и электрический двигатель 38.
Узел поршня дополнительно содержит затвор 36 для герметичного закрытия отверстия 6 выдачи по мере перемещения поршня в зону выдачи. Затвор предпочтительно представляет собой участок стенки, расположенный поперечно относительно отверстия 6 выдачи и дозирующего отверстия 18. Затвор выполнен с возможностью перемещения вместе с корпусом 20 поршня между отверстием выдачи и дозирующим отверстием для избирательного запирания отверстия выдачи или дозирующего отверстия сразу же после выхода корпуса поршня из отверстия выдачи или дозирующего отверстия. В предпочтительном режиме затвор 36 формирует продолжение стенки корпуса поршня, которая проходит поперечно по отношению к осям I и O отверстий.
Для повышения газонепроницаемости корпуса поршня предусмотрены дополнительные уплотнительные элементы. В частности, между корпусом 20 поршня и рамой 4 может размещаться по меньшей мере один уплотнительный элемент 37. Уплотнительный элемент 37 обеспечивает герметичность камеры поршня в процессе вращения корпуса 20 поршня. Кроме того, между отверстием дозирования 18 и узлом поршня может размещаться по меньшей мере один уплотнительный элемент 38. В этом случае уплотнительный элемент может опираться на стенку затвора 36 при закрытом отверстии дозирования, т. е. если корпус поршня еще не совмещен с отверстием дозирования (фиг. 9, 11). Он также прижимается к кромке 39 корпуса поршня при совмещении поршня с осью O отверстия (фиг. 10).
Привод 27 поршня и привод 35 узла поршня можно автоматически контролировать с помощью блока 40 управления, расположенного в раме или в другой части диспенсера. Блок управления выполнен с возможностью синхронного управления приводами для обеспечения надлежащего функционирования, в том числе соответственно: раздачи компонента напитка, его выдачи в зону выдачи и возврата узла поршня в исходное положение для следующего цикла.
Работа диспенсера порций может быть представлена на фиг. 5–8.
Чтобы инициировать цикл выдачи компонента напитка, сменную кассету 3 устанавливают в гнездо для присоединения диспенсера порций с закрывающим колпачком 14, присоединенным для закрытия трубчатой части 7 для хранения. Сменная кассета зафиксирована в гнезде 5 для присоединения за счет эластичного соединительного элемента. Надежность соединения можно легко обеспечивать за счет ручной подачи кассеты в направлении к диспенсеру. Эластичный соединительный элемент смещается до момента введения в кольцевую канавку 22 под действием упругого восстановления. Таким образом, обеспечивается фиксация кассеты при выдаче, и ее будет непросто извлечь.
В такой конфигурации внутренняя часть кассеты остается под вакуумом или в защищенной атмосфере. Компоненты напитка уложены стопкой в кассету, причем самый нижний компонент напитка прижат к закрывающему колпачку. Узел поршня приведен в исходное положение, при этом поршень находится в выдвинутом положении для приема сменной кассеты. В данной конфигурации можно использовать датчик положения, который обнаруживает наличие сменной кассеты и активирует выдвижение поршня за счет привода поршня соответственно.
В положении, показанном на фиг. 5, захватывающий элемент 25 поршня входит в зацепление с фиксирующим элементом закрывающего колпачка. Как будет дополнительно обсуждаться со ссылкой на фиг. 17 и 18, началом зацепления может быть просто введение захватывающего элемента по оси в фиксирующий элемент, например, когда пользователь вводит кассету в гнездо для присоединения диспенсера.
На следующей стадии, показанной на фиг. 6, поршень приводится в действие в убранном положении. Блок 40 управления подает соответствующую команду на привод 27 поршня, и поршень перемещается вниз со скомбинированным движением по оси и вращательным движением. В начале такого движения захватывающий элемент 25 концевой части поршня автоматически фиксируется в фиксирующем элементе закрывающего колпачка с обеспечением осевого соединения этих двух элементов. Как будет разъясняться более подробно ниже со ссылкой на фиг. 14–21, такая фиксация возможна, когда комбинируют движение захватывающего элемента 25 и при этом фиксирующий элемент остается неподвижным. По мере отведения поршня при перемещении вдоль вала захватывающий элемент сообщает комбинацию вращательного и осевого усилия фиксирующему элементу для извлечения, т. е. вывинчивания, закрывающего колпачка 14 из трубчатого элемента для хранения кассеты. При убирании поршня происходит захват закрывающего колпачка, и он опускается вниз вместе с находящимся на нем компонентом напитка. Компоненты напитка поступают в раздаточную камеру 23, сформированную убранным поршнем и корпусом поршня.
На следующей стадии, приведенной на фиг. 7, активируется вращательное движение узла 16 поршня, который соответствующим образом перемещает выбранный компонент 8 напитка в раздаточную камеру 23. Блок управления подает соответствующую команду на привод 35 узла поршня, в то время как поршень на данной стадии остается в убранном положении. Отверстие 6 выдачи закрывается затвором 36, который скользит в поперечном направлении при отведении поршня от отверстия выдачи. По мере перемещения затвора в положение закрытия отверстия выдачи за счет уплотнения 33 достигается герметичное соединение между затвором и гнездом для присоединения (как показано на фиг. 13). В результате, по существу, исключено воздействие окружающей среды на внутренний объем кассеты.
На следующей стадии, показанной на фиг. 8, поршень приводится в действие в выдвинутом положении. Блок управления подает соответствующую команду на привод поршня, и поршень перемещается вверх вдоль вала до точки, в которой компонент напитка находится в зоне выдачи, например выходит за пределы дозирующего отверстия или сквозь него. Следует отметить, что зона выдачи может представлять собой зону варки напитка или зону обработки.
На следующей стадии узел поршня возвращается в исходное положение для нового цикла.
На фиг. 14–21 приведен первый вариант осуществления конфигурации захватывающего и фиксирующего элементов в соответствии с изобретением. В этом примере закрывающий колпачок 14 включает в себя резьбовую часть 41 как часть разъемного комплементарного соединения. Комплементарная резьбовая часть находится в трубчатом элементе для хранения. Следует отметить, что соединение может представлять собой любую другую эквивалентную форму соединения, например байонетное соединение или что-то подобное. Фиксирующий элемент 26 закрывающего колпачка содержит приемную полость 42 для концевой части 24 захватывающего элемента 25. Фиксирующий элемент дополнительно содержит входной проем 43, сообщающийся с приемной полостью. Поперечное сечение входного проема меньше, чем у приемной полости. Форма входного проема подобна, но по размерам несколько превышает форму концевой части с обеспечением возможности введения концевой части через входной проем предпочтительной вращательной ориентации, приведенной на фиг. 17 и 18. Например, входной проем содержит, по существу, две противолежащие дугообразные части 44, 45, которые прерываются парой противолежащих выступающих поверхностей 46, 47, проходящих к центру проема. Приемная полость 42 имеет, по существу, две противоположные дугообразные кольцевые части 62, 63, прерывающиеся парой ступенчатых выступов 48, 49. Каждый ступенчатый выступ сформирован самой внутренней выступающей частью 50 и наиболее удаленной от центра выступающей частью 51, которые имеют, по существу, аналогичную форму, но несколько радиально смещены относительно друг друга. На виде в плоскости контур ступенчатых выступов, по существу, закрыт противоположными выступающими поверхностями 46, 47 входного проема. Каждый выступ расположен в полости с формированием соответственно первой и второй радиальных опорных поверхностей 52, 53 для концевой части закрывающего колпачка, подаваемого поршнем.
На захватывающем элементе 25 поршня концевая часть 24 формирует расширенную поверхность, по существу, соответствующую форме входного проема. Концевая часть обращена наружу своей суженной поверхностью 54, которая меньше входного проема, чтобы не препятствовать ее перемещениям в процессе вращения захватывающего элемента. Концевая часть захватывающего элемента содержит пару противолежащих пазов 55, 56, выполненных с возможностью обеспечения прохода для концевой части через входной проем. Каждый паз имеет первую радиальную опорную поверхность 57, выполненную с возможностью зацепления с первой опорной поверхностью 52 фиксирующего элемента, и вторую радиальную опорную поверхность 58, выполненную с возможностью зацепления со второй опорной поверхностью 53 фиксирующего элемента. Как показано на фиг. 19, первые опорные поверхности 52, 57 элементов упираются друг в друга при отвинчивании фиксирующего элемента захватывающим элементом (в направлении вращения А) для извлечения закрывающего колпачка из сменной кассеты. Как показано на фиг. 20, вторые опорные поверхности 53, 58 упираются друг в друга при отвинчивании фиксирующего элемента захватывающим элементом (в направлении вращения В) для последующего закрытия закрывающего колпачка на сменной кассете. На фиг. 21 можно видеть опорные поверхности 52 захватывающего элемента в момент их прижатия к опорным поверхностям 57 фиксирующего элемента в процессе вывинчивания закрывающего колпачка. Следует дополнительно отметить, что глубина «d» приемной полости 42 намного больше толщины «d0» концевой части с достаточным зазором 59 для предотвращения блокирования захватывающего элемента с фиксирующим элементом в процессе работы.
В данном варианте осуществления возможна механическая инверсия, которая состоит в том, что фиксирующий элемент является частью диспенсера для компонентов напитка, а захватывающий элемент является частью закрывающего колпачка.
На фиг. 23–32 показан второй вариант осуществления системы фиксации системы диспенсера. Фиксирующий элемент 26 содержит приемную полость 42 с удлиненной, предпочтительно продолговатой формой. Приемная полость выполнена с возможностью приема расширяемой концевой части 24 захватывающего элемента 25, как показано на фиг. 25 и 29–30. Фиксирующий элемент 26 содержит входной проем 43 кругового отверстия, который меньше большего размера L приемной полости, за счет чего формируется внутренняя кромка 64, например пара противоположных поверхностей кромки 90, 91, с обеспечением осевого зацепления концевого участка 24 захватывающего элемента при удалении закрывающего колпачка 14, например при его отвинчивании из трубчатого элемента кассеты.
Как показано на фиг. 31–33, концевая часть захватывающего элемента устройства диспенсера выполнена с возможностью расширения после введения в фиксирующий элемент. В качестве предпочтительного примера, приведенного на фиг. 25–28, концевая часть захватывающего элемента содержит расширяемый элемент 95 зацепления, например, содержащий пару половин 92, 93 диска, выполненных с возможностью введения через входной проем 43 фиксирующего элемента и возможностью расхождения в поперечном направлении внутри приемной полости 42, чтобы закреплять соединение захватывающего элемента с фиксирующим элементом закрывающего колпачка. Захватывающий элемент содержит приводную систему 94, выполненную с возможностью перемещения элемента 95 зацепления между положением блокировки (фиг. 31) и положением высвобождения (фиг. 29). Пара половин диска может быть связана посредством упругого механизма возврата, например парой тяговых пружин 61 для принудительного возврата половин диска в положение высвобождения (фиг. 29).
На фиг. 26–28 приведено более подробное описание предпочтительной приводной системы 94 для захватывающего элемента. Приводная система может содержать привод 67, установленный с возможностью перемещения и упругой фиксации внутри цилиндрической рубашки 68. Привод содержит приводную головку 69 с контактными поверхностями 70, 71, выполненными с возможностью зацепления с элементом 95 зацепления, более конкретно с двумя половинами 92, 93 диска. Половины диска предпочтительно направляет пара радиальных ребер 88 типа «ласточкин хвост», комплементарно входящих в радиальные канавки типа «ласточкин хвост» в рубашке 68. Головка привода дополнительно содержит верхний конец 72 для зацепления с нижней поверхностью 66 приемной полости закрывающего колпачка (фиг. 30). Привод 67 содержит кулачковый следящий элемент 73, который размещен с возможностью направления в кулачке 74 рубашки 68. Кулачковый следящий элемент и кулачок выполнены с возможностью направления привода по оси в корпусе между выдвинутым положением (фиг. 30) и убранным положением (фиг. 32). Привод дополнительно прижимается в осевом направлении под действием упругого элемента 65, расположенного в рубашке. Упругий элемент 65 может прижиматься к нижней части 75 привода и размещаться в корпусе 86, предусмотренном в расширенном основании 87 рубашки. Расширенное основание 87 может содержать периферийный уплотнительный элемент 34 для герметичного перемещения в корпусе поршня диспенсера, как описано выше.
Кулачковый следящий элемент может быть сформирован из пары боковин 76, 77 со свободными концами 78, 79, которые входят в противолежащие канавки 80 кулачка. Боковины дополнительно содержат гибкие части 81, 82, с помощью которых боковины следуют по канавкам кулачка. Конструкция канавок кулачка включает в себя нисходящую часть 83, ограничительную часть 84 и восходящую часть 85, благодаря которым возможно направленное возвратно-поступательное движение к приводу между выдвинутым и убранным положениями, тогда как благодаря ограничительной части 84 возможно устойчивое убранное положение.
В конфигурации, показанной на фиг. 29 и 30, захватывающий элемент поршня может быть введен в фиксирующий элемент закрывающего колпачка, если элемент зацепления 95 находится в отведенном положении, а сечение половин 92, 93 диска становится меньше сечения входного проема 43. Пользователь может устанавливать сменную кассету в диспенсере, при этом захватывающий элемент поршня свободно входит в фиксирующий элемент закрывающего колпачка во время такого позиционирования или в ходе последующей операции.
Как показано на фиг. 31 и 32, если система 94 привода переводит элемент 95 зацепления в расширенную конфигурацию в фиксирующем элементе, под воздействием контактных поверхностей 70, 71 половины 92, 93 диска расходятся в разные стороны друг от друга и занимают, по существу, весь объем приемной полости 42 и за счет этого блокируют захватывающий элемент в фиксирующем элементе. В таком положении привод также блокируется в осевом выдвинутом положении. При этом обеспечивается надежная фиксация системы при переводе поршня в комбинированное осевое и вращательное движение, и за счет этого возможна передача крутящего момента от захватывающего элемента на закрывающий колпачок для его отвинчивания. При перемещении поршня в осевом направлении половины диска 95 элемента зацепления упираются в кромку 64 (фиг. 33), за счет чего происходит извлечение закрывающего колпачка из трубчатого элемента для хранения.
Положение разобщения элемента 95 зацепления достигается после прекращения действия направленного по оси усилия поршня, в результате чего привод возвращается в положение покоя (фиг. 30), а половины диска перемещаются в положение разобщения под действием упругого механизма возврата, т. е. пары тяговых пружин 61.
На фиг. 34–37 представлен третий вариант осуществления системы фиксации системы диспенсера. Фиксирующий элемент 26 содержит деформируемую полую приемную полость 42 и входной проем 43 меньшего поперечного сечения по сравнению с поперечным сечением концевой части 24 захватывающего элемента. Например, приемная полость содержит расширяемые части стенок 96, разделенные продольными каналами 97 для расширения приемной полости при введении концевой части. Концевая часть 24 может иметь закругленную или шаровидную форму для уменьшения трения при введении в полость. Приемная полость содержит радиально расположенные первую и вторую контактные поверхности, образующие продольно проходящие канавки 99 или, соответственно, ребра 100 на внутренней поверхности, выполненные с возможностью совмещения с ребрами 101 комплементарной формы, соответственно продольно проходящими канавками 102, на внешней поверхности концевой части захватывающего элемента 26 (фиг. 36).
Соединение закрывающего колпачка содержит резьбу, как и в предыдущем варианте осуществления, или любое эквивалентное средство соединения и может дополнительно содержать на наружной трубчатой поверхности ориентированные наружу и убираемые лапки 103, выполненные с возможностью вхождения в зацепление со сквозными отверстиями 104 комплементарной формы на открытом конце трубчатого элемента. Упругий исполнительный элемент 105 может быть расположен поперек приемной полости 42 для вхождения в зацепление с концевой частью 24 захватывающего элемента для принудительного убирания лапок 103 при контакте с концевой частью в приемной полости (фиг. 36). Исполнительный элемент 105 может представлять собой упруго деформируемую стенку, которая прогибается вовнутрь под действием концевой части захватывающего элемента. Как показано на фиг. 37, захватывающий элемент перемещается поршнем 19 для отвинчивания или повторного завинчивания закрывающего колпачка 14 из трубчатого элемента 7 для хранения сменной кассеты. Захватывающая часть 25 может дополнительно содержать запорное кольцо 106, которое входит в зацепление с кольцевым концом 107 захватывающего элемента 26, чтобы препятствовать расширению расширяемых частей стенок 96 и разобщению захватывающего элемента при передаче крутящего момента от поршня на закрывающий колпачок. Как и в случае двух других вариантов осуществления, данную систему фиксации можно использовать для системы диспенсера порций, описанной в настоящей заявке.
1. Сменная кассета (3) для диспенсера (1) порций, выполненная с возможностью хранения и выдачи компонентов (8) напитка для приготовления напитков, содержащая:
- удлиненный полый элемент (7) для хранения, содержащий внутренний объем для размещения множества компонентов (8) напитка, содержащий закрытый конец (9) и открытый конец (10) с выходным отверстием (11),
- закрывающий колпачок (14), выполненный с возможностью разъемного присоединения к удлиненному полому элементу (7) для хранения на открытом конце элемента для хранения и герметичного присоединения к удлиненному полому элементу (7) для хранения посредством разъемного комплементарного соединения (15),
причем закрывающий колпачок (14) содержит фиксирующий элемент (26) или соответственно, захватывающий элемент, выполненный с возможностью комплементарного соединения с захватывающим элементом (25), или соответственно фиксирующим элементом диспенсера (1) порций и с возможностью извлечения закрывающего колпачка (14) с удлиненного полого элемента (7) для хранения при его соединении с диспенсером порций и повторного соединения с удлиненным полым элементом (7) для хранения перед отсоединением от диспенсера (1) порций.
2. Сменная кассета по п. 1, в которой внутренний объем удлиненного полого элемента (7) для хранения защищен от окружающего воздуха и/или влаги, например, с помощью вакуума или не содержащего кислорода инертного газа, и удлиненный полый элемент (7) для хранения и закрывающий колпачок (14) герметично закрыты с возможностью предотвращения газообмена с окружающим воздухом, если закрывающий колпачок (14) находится в герметичном положении соединения с удлиненным полым элементом (7) для хранения.
3. Сменная кассета по п. 1 или 2, в которой внутренний объем удлиненного полого элемента (7) для хранения защищен от ультрафиолетового света для защиты компонентов напитка от воздействия ультрафиолетового света.
4. Сменная кассета по любому из пп. 1–3, в которой компоненты (8) напитка сферичны и изготовлены из прессованного ингредиента, выбранного из порошка, хлопьев, волокон, листьев, кусочков фруктов или их комбинаций.
5. Сменная кассета по любому из пп. 1–4, в которой плотность компонентов (8) напитка, если они изготовлены из прессованного порошка, составляет от 0,5 до 1,2 г/см3.
6. Сменная кассета по любому из пп. 1–5, в которой компоненты (8) напитка изготовлены из прессованного обжаренного и молотого кофе, причем предпочтительно плотность прессованного порошка составляет от 0,5 до 1,2 г/см3.
7. Сменная кассета по любому из пп. 1–5, в которой компоненты (8) напитка изготовлены из прессованного растворимого кофе или чая.
8. Сменная кассета по любому из пп. 1–7, в которой компоненты (8) напитка выполнены без содержания оболочки из непищевого материала - дополнительного слоя упаковки.
9. Сменная кассета по любому из пп. 1–8, в которой комплементарное соединение (15) закрывающего колпачка (14) и удлиненного полого элемента (7) для хранения обеспечено путем посадки с натягом и/или с геометрическим замыканием.
10. Сменная кассета по любому из пп. 1–9, в которой комплементарное соединение (15) закрывающего колпачка (14) и удлиненного полого элемента (7) для хранения представляет собой резьбу (41) закрывающего колпачка, соответствующую комплементарной резьбе удлиненного полого элемента (7) для хранения.
11. Сменная кассета по любому из пп. 1–10, в которой фиксирующий элемент (26) содержит приемную полость (42) для концевой части (24) захватывающего элемента (25) и входной проем (43) для избирательного введения концевой части (24) захватывающего элемента (25) с предпочтительно меньшим поперечным сечением по сравнению с поперечным сечением приемной полости.
12. Сменная кассета по п. 11, в которой приемная полость фиксирующего элемента содержит по меньшей мере одну первую контактную поверхность, при этом первые контактные поверхности (52) предпочтительно ориентированы поперечно и/или радиально по отношению к направлению прохождения удлиненного полого элемента для хранения для передачи крутящего момента концевой части (24) захватывающего элемента (25) для прекращения комплементарного соединения (15) закрывающего колпачка (14) и удлиненного полого элемента (7) для хранения.
13. Сменная кассета по п. 12, в которой фиксирующий элемент (26) содержит по меньшей мере одну вторую контактную поверхность, при этом вторые контактные поверхности (53) предпочтительно ориентированы поперечно или радиально по отношению к отверстию удлиненного полого элемента для хранения для передачи крутящего момента захватывающего элемента (25) для возобновления комплементарного соединения (15) закрывающего колпачка (14) и удлиненного полого элемента (7) для хранения.
14. Сменная кассета по п. 13, в которой фиксирующий элемент (26) содержит приемную полость с радиально расположенными первой и второй контактными поверхностями (52, 53), которые представляют собой части двух выступов (48, 49), проходящих внутри приемной полости в направлении центра приемной полости и расположенных напротив друг друга для избирательного зацепления в зависимости от направления вращения захватывающего элемента.
15. Сменная кассета по п. 11 или 12, в которой фиксирующий элемент (26) содержит приемную полость, являющуюся некруглой, предпочтительно удлиненной в поперечном направлении формы, выполненную с возможностью приема удлиняемой концевой части (24) захватывающего элемента (25).
16. Сменная кассета по п. 15, в которой фиксирующий элемент (26) содержит входной проем (43) круглого отверстия меньше наибольшего размера приемной полости (42), за счет чего формируется внутренняя кромка (64), обеспечивающая осевое зацепление концевой части (24) захватывающего элемента в процессе извлечения закрывающего колпачка (14).
17. Сменная кассета по п. 11 или 12, в которой фиксирующий элемент (26) содержит деформируемую полую приемную полость (42) и входной проем (43) меньшего поперечного сечения, чем поперечное сечение полой приемной полости (42) и соответствующей концевой части (24) захватывающего элемента (25), для расширения приемной полости (42) при введении концевой части (24).
18. Сменная кассета по п. 17, в которой приемная полость (42) содержит радиально расположенные первую и вторую контактные поверхности, формирующие продольно проходящие канавки (99) или соответственно ребра (100) на ее внутренней поверхности, которые комплементарны по форме продольно проходящим ребрам (101) или соответственно канавкам (102) на внешней поверхности концевой части (24) захватывающего элемента.
19. Сменная кассета по п. 15, в которой соединение закрывающего колпачка (14) на внешней трубчатой поверхности дополнительно содержит ориентированные наружу и убираемые лапки (103), выполненные с возможностью зацепления со сквозными отверстиями (104) комплементарной формы на открытом конце удлиненного полого элемента, и приемную полость (42) фиксирующего элемента, содержащую упругий исполнительный элемент (105), проходящий сквозь приемную полость (42) для вхождения в зацепление с концевой частью (24) захватывающего элемента, чтобы убрать лапки (103) после зацепления концевой части в приемной полости.
20. Сменная кассета по любому из предшествующих пунктов, в которой удлиненный полый элемент для хранения содержит по меньшей мере один паз или выступ, например кольцевую канавку (22), выполненный с возможностью разъемного соединения удлиненного полого элемента для хранения с защелкивающимся элементом, например защелкивающимся эластично смещаемым стопором (21) гнезда (5) для присоединения диспенсера.
