RU2798410C2 - Beverage extraction unit with movable flow restrictor - Google Patents
Beverage extraction unit with movable flow restrictor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2798410C2 RU2798410C2 RU2020133031A RU2020133031A RU2798410C2 RU 2798410 C2 RU2798410 C2 RU 2798410C2 RU 2020133031 A RU2020133031 A RU 2020133031A RU 2020133031 A RU2020133031 A RU 2020133031A RU 2798410 C2 RU2798410 C2 RU 2798410C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- extraction
- beverage
- flow
- capsule
- outlets
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Изобретение относится к области экстракции напитка с использованием сменной порционной капсулы, помещаемой в устройство для экстракции напитка. В частности, изобретение относится к улучшенной конструкции блока экстракции, который может экстрагировать содержащиеся в капсуле ингредиенты напитка (например, обжаренный и молотый кофе). Экстракция выполняется в различных выбираемых режимах, отличающихся объемом подачи напитка (большой или небольшой поток напитка).The invention relates to the field of beverage extraction using a replaceable portion capsule placed in a beverage extraction device. In particular, the invention relates to an improved design of an extraction unit that can extract beverage ingredients contained in a capsule (eg roast and ground coffee). The extraction is carried out in various selectable modes, differing in the amount of drink dispensed (large or small drink flow).
Уровень техникиState of the art
Широко известен способ приготовления напитка путем экстракции экстрагируемого ингредиента (в частности, завариваемого ингредиента, например обжаренного и молотого кофе и/или чая) из порционного контейнера (например, капсулы, таблетки или саше).It is widely known to prepare a beverage by extracting the extractable ingredient (in particular the brewing ingredient, eg roasted and ground coffee and/or tea) from a portion container (eg a capsule, tablet or sachet).
В EP0512468 описана капсула с чашеобразным корпусом и разрываемой мембраной выходного отверстия для напитка. Мембрана, как правило, представляет собой тонкую алюминиевую мембрану, которую разрывают относительно разрывной экстракционной пластины устройства для экстракции напитка, такого как устройство, описанное в EP0512470.EP0512468 describes a capsule with a cup body and a ruptured beverage outlet. The membrane is typically a thin aluminum membrane that is torn against a rupture extraction plate of a beverage extraction device, such as the device described in EP0512470.
Изобретение EP0512470 относится к системе экстракции кофе с помощью блока экстракции напитка с разрывающей экстракционной пластиной, содержащей множество выступающих элементов и каналов между ними (такая пластина в виде проточной решетки называется «рельефным элементом»), причем блок выполнен с возможностью приема герметичной капсулы, подачи воды под давлением через инжектор внутрь капсулы, деформации мембраны выходного отверстия или крышки (например, алюминиевой мембраны) и ее разрыва под действием давления жидкости, возрастающего в капсуле, для обеспечения высвобождения напитка из капсулы.The invention EP0512470 relates to a coffee extraction system using a beverage extraction unit with a tearing extraction plate containing a plurality of protruding elements and channels between them (such a plate in the form of a flow grid is called a "relief element"), and the unit is configured to receive a sealed capsule, supply water pressurized through an injector into the capsule, deforming the outlet or cap membrane (eg aluminum membrane) and rupturing it under liquid pressure building up in the capsule to release the beverage from the capsule.
В EP0602203 описано герметичное гибкое саше в форме отдельной части, выполненной с возможностью выполнения экстракции под давлением и содержащей по меньшей мере одно порошкообразное вещество для приготовления напитка, такого как обжаренный и молотый кофе; причем саше содержит два идентичных гибких листа круглой, овальной или многоугольной формы, между которыми предусмотрено пространство для вещества и которые герметизируют по периферии таким образом, что саше является, по существу, симметричным по отношению к плоскости герметизации, при этом саше открывают путем повышения давления в саше при подаче экстрагента.EP0602203 describes a sealed flexible sachet in the form of a separate part, capable of performing extraction under pressure and containing at least one powdered substance for preparing a beverage, such as roast and ground coffee; moreover, the sachet contains two identical flexible sheets of round, oval or polygonal shape, between which a space is provided for the substance and which are sealed around the periphery in such a way that the sachet is essentially symmetrical with respect to the sealing plane, while the sachet is opened by increasing pressure in sachet when applying the extractant.
Изобретение EP0870457 относится к блоку экстракции, аналогичному представленному в изобретении EP0512470, но выполненному с возможностью использования герметически закрытых саше с кофе, представленных в изобретении EP0602203. Указанное устройство содержит верхний элемент, содержащий средство, выполненное с возможностью перфорации верхней поверхности саше и обеспечения введения воды в саше, нижний элемент, содержащий приемную часть для размещения капсулы, а также выступающие и полые участки; причем поверхность экстракции саше постепенно перемещается относительно выступающих и полых участков; поверхность экстракции, разрывающаяся во множестве точек по траектории, определяемой размещением выступающих и полых участков с достижением напряжения разрыва материала в этих точках, что обеспечивает вытекание жидкости после экстракции. Нижний участок, как правило, содержит проточные отверстия, выполненные с возможностью протекания через них напитка. Выступающие и полые участки предпочтительно имеют форму усеченной пирамиды. Они разделяются сетью каналов.The invention EP0870457 relates to an extraction unit similar to that of EP0512470, but configured to use the hermetically sealed coffee sachets of EP0602203. Said device comprises an upper element containing a means capable of perforating the upper surface of the sachet and ensuring the introduction of water into the sachet, a lower element containing a receiving part for accommodating the capsule, as well as protruding and hollow sections; moreover, the extraction surface of the sachet gradually moves relative to the protruding and hollow areas; an extraction surface that breaks at a plurality of points along a trajectory determined by the placement of protruding and hollow sections with the achievement of a material rupture stress at these points, which ensures the outflow of liquid after extraction. The bottom portion typically contains flow holes configured to allow beverage to flow through. The protruding and hollow sections are preferably in the form of a truncated pyramid. They are separated by a network of channels.
Таким образом, в системах для экстракции напитка из предшествующего уровня техники, как правило, используют сменную капсулу (например, капсулу из жесткого материала, саше или таблетку из гибкого материала), имеющую разрываемую мембрану (например, тонкую алюминиевую фольгу) выходного отверстия для напитка, которая может быть разорвана только при достаточной деформации указанной мембраны под воздействием выступающих элементов разрывной пластины. Как правило, разрыв мембраны происходит у края выступающих элементов, которые обычно представляют собой множество небольших усеченных пирамид или прямолинейных ребер. В результате разрыва вдоль ребер выступающих элементов образуются небольшие отверстия. Эти отверстия относительно небольшие (например, 0,1-1,0 мм в длину и 0,1-0,3 мм в ширину), и, как правило, мембрана выходного отверстия по меньшей мере частично соответствует верхней и лицевой стороне выступающих элементов, вследствие чего площадь проточных отверстий будет даже меньше. Из-за этого падение давления на данной поверхности взаимодействия будет относительно высоким. Кроме того, на указанной ограниченной поверхности взаимодействия происходит фильтрация частиц напитка, что является преимуществом, поскольку нет необходимости предусматривать дополнительный фильтр внутри капсулы. Таким образом, указанная геометрия поверхности экстракции соответствует так называемой геометрии экстракционной пластины с выступающими элементами в данной заявке. Затем происходит сбор потока напитка в каналах и его выпускание через небольшие отверстия с точно определенными размерами в каналах.Thus, prior art beverage extraction systems typically use a replaceable capsule (e.g., rigid material capsule, sachet, or flexible material tablet) having a ruptured membrane (e.g., thin aluminum foil) of the beverage outlet, which can only be ruptured if said membrane is sufficiently deformed by the protruding members of the rupture plate. As a rule, the rupture of the membrane occurs at the edge of the protruding elements, which are usually many small truncated pyramids or rectilinear ribs. As a result of rupture, small holes are formed along the ribs of the protruding elements. These openings are relatively small (e.g., 0.1-1.0 mm long and 0.1-0.3 mm wide) and, as a rule, the outlet membrane at least partially corresponds to the top and front side of the protruding elements, as a result, the area of the flow holes will be even smaller. Because of this, the pressure drop across a given interaction surface will be relatively high. In addition, on said limited interaction surface, filtration of the beverage particles takes place, which is an advantage since there is no need to provide an additional filter inside the capsule. Thus, said geometry of the extraction surface corresponds to the so-called extraction plate geometry with raised elements in this application. The beverage flow is then collected in the channels and discharged through small, precisely sized holes in the channels.
В известной системе расход и давление определяются собственными свойствами капсулы и производительностью насоса.In the known system, the flow and pressure are determined by the intrinsic properties of the capsule and the performance of the pump.
Противодавление сильно зависит от степени уплотнения молотого кофе в капсуле. Для одной и той же смеси сортов кофе давление может изменяться очень сильно. В частности, для определенных смесей сортов кофе, особенно с малым размером частиц, давление может меняться от 0,5 до 1,5 МПа (от 5 до 15 бар).The back pressure is highly dependent on the degree of compaction of the ground coffee in the capsule. For the same mixture of coffee varieties, the pressure can vary greatly. In particular, for certain coffee blends, especially those with small particle sizes, the pressure may vary from 0.5 to 1.5 MPa (5 to 15 bar).
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Основная цель изобретения - создание блока экстракции напитка, которому не свойственны по меньшей мере некоторые проблемы, встречающиеся в блоках предыдущего уровня техники.The main object of the invention is to provide a beverage extraction unit that does not suffer from at least some of the problems encountered in prior art units.
Другая предпочтительная цель изобретения заключается в создании блока экстракции напитка, с помощью которого можно регулировать поток напитка и/или давление при экстракции капсулы и при этом не нужно менять тип капсулы или тип или характеристики работы насоса.Another preferred object of the invention is to provide a beverage extraction unit with which the beverage flow and/or capsule extraction pressure can be adjusted without changing the type of capsule or the type or performance of the pump.
Еще одна цель изобретения направлена на создание блока экстракции напитка, в котором может быть уменьшен разброс давления при экстракции капсулы определенного типа.Yet another object of the invention is to provide a beverage extraction unit in which pressure spread can be reduced when extracting a certain type of capsule.
Изобретение относится к блоку экстракции напитка для экстракции напитка из сменной капсулы, содержащей ингредиент напитка (например, обжаренный и молотый кофе или чайные листья) и имеющей стенку для введения жидкости, мембрану выходного отверстия для напитка и необязательно кольцевую кромку, например кромку, относительно которой и/или на которой герметично прикреплена мембрана,The invention relates to a beverage extraction unit for extracting a beverage from a replaceable capsule containing a beverage ingredient (e.g. roasted and ground coffee or tea leaves) and having a liquid introduction wall, a beverage outlet membrane and optionally an annular edge, for example an edge against which and /or on which the membrane is hermetically attached,
Блок содержит:The block contains:
- раму,- frame,
- впрыскивающую часть для размещения стенки для введения жидкости капсулы и содержащую по меньшей мере штуцер отвода воды для впрыскивания воды в капсулу, и- an injection part for accommodating a wall for introducing liquid into the capsule and containing at least a water outlet for injecting water into the capsule, and
- экстракционную часть, совместно с впрыскивающей частью образующую экстракционную камеру, в которой капсула находится во время экстракции, причем экстракционная часть и впрыскивающая часть выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга для открытия и закрытия экстракционной камеры (необязательно на указанной кромке капсулы), причем капсула выполнена с возможностью вставки в открытую экстракционную камеру и/или с возможностью извлечения из нее, а также выполнена с возможностью экстракции при нахождении в закрытой экстракционной камере.- an extraction part, together with the injecting part, forming an extraction chamber, in which the capsule is located during the extraction, and the extraction part and the injecting part are movable relative to each other to open and close the extraction chamber (optionally on the specified edge of the capsule), and the capsule is made with the possibility of insertion into an open extraction chamber and / or with the possibility of extraction from it, and is also made with the possibility of extraction while in a closed extraction chamber.
Экстракционная часть содержит экстракционную пластину со множеством выходных отверстий для напитка для обеспечения протекания напитка через экстракционную пластину.The extraction part comprises an extraction plate with a plurality of beverage outlets for allowing the beverage to flow through the extraction plate.
Экстракционная часть дополнительно содержит ограничитель потока, расположенный относительно экстракционной пластины с возможностью перемещения между положением стандартного потока и положением уменьшенного потока, при котором площадь выходных отверстий для напитка уменьшена по сравнению с положением стандартного потока за счет блокировки части выходных отверстий для напитка, причем заблокированные отверстия частично или полностью перекрыты.The extraction part further comprises a flow restrictor located relative to the extraction plate with the ability to move between the standard flow position and the reduced flow position, in which the area of the beverage outlets is reduced compared to the standard flow position by blocking a portion of the beverage outlets, the blocked orifices partially or completely covered.
Таким образом, блок экстракции настоящего изобретения может быть выполнен с возможностью обеспечения регулирования потока и давления при экстракции напитка таким образом, что результат экстракции может быть более управляемым и менее зависимым от расхода и давления, обусловленных конструкцией капсулы. Разброс давления также уменьшается.Thus, the extraction unit of the present invention can be configured to provide flow and pressure control in the extraction of a beverage such that the extraction result can be more controlled and less dependent on the flow and pressure due to the design of the capsule. The pressure spread is also reduced.
Поток можно уменьшать с помощью ограничивающей (-их) поток поверхности (-ей), установленных на по меньшей мере части выходных отверстий для напитка и тем самым перекрывающих поток, вытекающий из выходных отверстий для напитка. Простота и дешевизна изменения потока и давления не меняется, поскольку изобретение может быть реализовано в существующих устройствах экстракции напитка без изменения принципа выполнения экстракции напитка.The flow can be reduced by flow restricting surface(s) positioned on at least a portion of the beverage outlets and thereby blocking the flow flowing from the beverage outlets. The simplicity and cheapness of changing the flow and pressure does not change, since the invention can be implemented in existing beverage extraction devices without changing the principle of extracting the beverage.
Ограничитель потока выполнен с возможностью перемещения относительно экстракционной пластины между положением стандартного потока, в котором, по существу, все выходные отверстия для напитка остаются открытыми, и по меньшей мере одним положением уменьшенного потока, в котором ограничитель потока избирательно перекрывает часть выходных отверстий для напитка.The flow restrictor is movable relative to the extraction plate between a standard flow position in which essentially all beverage outlets remain open and at least one reduced flow position in which the flow restrictor selectively closes a portion of the beverage outlets.
Ограничитель потока может оставаться неподвижным относительно экстракционной пластины на протяжении всего процесса экстракции капсулы в закрытой экстракционной камере. В альтернативном варианте осуществления ограничитель может быть выполнен с возможностью перемещения относительно экстракционной пластины в процессе экстракции. Например, ограничитель полностью перекрывает или существенно уменьшает поток напитка из выходных отверстий для напитка на начальном этапе предварительного смачивания ингредиента в капсуле, а затем ограничитель перемещается в положение, в котором допустимо прохождение напитка через по меньшей мере несколько выходных отверстий для напитка в экстракционной пластине.The flow restrictor may remain stationary relative to the extraction plate throughout the extraction process of the capsule in the closed extraction chamber. In an alternative embodiment, the restrictor may be configured to move relative to the extraction plate during the extraction process. For example, the restrictor completely shuts off or substantially reduces the flow of beverage from the beverage outlets during the initial pre-wetting of the ingredient in the capsule, and then the restrictor is moved to a position that allows the passage of beverage through at least more beverage outlets in the extraction plate.
Таким образом, преимущество может состоять в том, что давление можно соответственно изменять с помощью простого относительно подвижного узла в экстракционной части. В результате можно повысить давление и в тоже время снизить разброс давления посредством установки ограничителя потока в положение уменьшенного потока.Thus, it may be advantageous that the pressure can be changed accordingly by means of a simple, relatively movable assembly in the extraction part. As a result, it is possible to increase the pressure and at the same time reduce the pressure spread by setting the flow restrictor to the reduced flow position.
Экстракционная пластина может включать множество выступающих элементов, выполненных с возможностью обеспечения отверстий в мембране выходного отверстия. В частности, отверстия выполняются в мембране выходного отверстия:The extraction plate may include a plurality of protruding members configured to provide holes in the outlet membrane. In particular, holes are made in the outlet membrane:
- перед впрыском воды в экстракционную камеру; и/или- before injection of water into the extraction chamber; and/or
- путем повышения давления в капсуле за счет впрыска воды, например, при давлении на впуске в капсуле от 0,5 до 2 МПа (от 5 до 20 бар), например 0,8-1,5 МПа (8-15 бар), чтобы принудительно прижать мембрану выходного отверстия к множеству выступающих элементов.- by increasing the pressure in the capsule due to the injection of water, for example, at an inlet pressure in the capsule from 0.5 to 2 MPa (from 5 to 20 bar), for example 0.8-1.5 MPa (8-15 bar), to force the outlet membrane against the plurality of protruding members.
Когда давление на впуске в капсулу находится в диапазоне от 0,5 до 2 МПа (от 5 до 20 бар), давление на мембрану выходного отверстия капсулы, разумеется, будет ниже и снизится еще больше после открытия мембраны.When the capsule inlet pressure is in the range of 0.5 to 2 MPa (5 to 20 bar), the pressure on the capsule outlet membrane will of course be lower and will decrease even more after the membrane is opened.
Экстракционная часть может не иметь никаких прокалывающих и/или режущих элементов для прокалывания и/или резки мембраны выходного отверстия. Например, отверстия в мембране выходного отверстия формируются заранее: до помещения капсулы в экстракционную камеру, например на этапе производства капсулы; и/или путем надрыва и/или разрушения мембраны при повышении давления в капсуле в результате впрыска воды, например для вскрытия предварительно ослабленных частей мембраны и/или приведения в движение вскрывающего мембрану элемента, находящегося внутри капсулы.The extraction portion may not have any piercing and/or cutting elements for piercing and/or cutting the outlet membrane. For example, openings in the outlet membrane are formed in advance: before the capsule is placed in the extraction chamber, for example at the stage of capsule production; and/or by rupturing and/or rupturing the membrane by pressurizing the capsule as a result of water injection, for example to open previously weakened parts of the membrane and/or to drive the membrane opening element inside the capsule.
Например, ограничитель потока расположен с возможностью перемещения относительно экстракционной пластины, сохраняющей, по существу, неподвижное положение относительно рамы в ходе экстракции, чтобы уменьшить поток напитка через экстракционную пластину за счет перекрытия части выходных отверстий для напитка.For example, the flow restrictor is movable relative to the extraction plate, which remains substantially stationary relative to the frame during extraction, to reduce the flow of beverage through the extraction plate by blocking a portion of the beverage outlets.
Ограничитель потока может также быть расположен с возможностью принятия по меньшей мере двух выбираемых положений, в которых площадь выходных отверстий уменьшена на разную величину. Например, в первом уменьшенном положении площадь выходных отверстий меньше, чем во втором ограниченном положении.The flow restrictor may also be positioned in at least two selectable positions in which the area of the outlets is reduced by different amounts. For example, in the first reduced position, the area of the outlets is smaller than in the second limited position.
Ограничитель потока может быть расположен с возможностью поступательного или поворотного (или поступательного и поворотного) перемещения между положением стандартного потока и положением(-ями) уменьшенного потока относительно экстракционной пластины. Например, в ходе экстракции экстракционная пластина сохраняет по меньшей мере, по существу, неподвижное положение относительно рамы. Например, ограничитель потока выполнен с возможностью относительного перемещения прямолинейно в направлении, перпендикулярном выпускной мембране выходного отверстия капсулы, когда капсула находится в экстракционной камере.The flow restrictor may be positioned for translational or rotary (or translational and rotary) movement between the standard flow position and the reduced flow position(s) relative to the extraction plate. For example, during extraction, the extraction plate maintains at least a substantially fixed position relative to the frame. For example, the flow restrictor is configured to relative move in a straight line in a direction perpendicular to the capsule outlet outlet membrane when the capsule is in the extraction chamber.
Ограничитель потока может, в частности, быть сформирован в виде плунжера с опорной пластиной, содержащей ограничивающую поток поверхность, соединенную с приводным валом. Подобная конструкция может быть с легкостью реализована в блоке экстракции.The flow restrictor may in particular be formed as a plunger with a base plate comprising a flow restricting surface connected to a drive shaft. Such a design can be easily implemented in the extraction unit.
Ограничитель потока может быть расположен с возможностью поворотного перемещения относительно экстракционной пластины, например, с установкой на шарнире или оси между ограничителем потока и экстракционной пластиной либо между ограничителем потока и экстракционной частью. В частности, можно размещать шарнир так, чтобы он был совмещен с поперечным направлением экстракционной пластины или находился параллельно и был смещен относительно него. Шарнир или ось также могут размещаться перпендикулярно поперечному направлению экстракционной пластины.The flow restrictor may be pivotally positioned relative to the extraction plate, for example, mounted on a pivot or axle between the flow restrictor and the extraction plate, or between the flow restrictor and the extraction part. In particular, it is possible to arrange the hinge so that it is aligned with the transverse direction of the extraction plate or is parallel and offset relative to it. The hinge or axle can also be placed perpendicular to the transverse direction of the extraction plate.
Ограничитель потока может быть расположен с возможностью изменения относительного положения площади выходных отверстий для напитка на экстракционной пластине. В частности, ограничитель потока может быть выполнен с возможностью поворотного перемещения между:The flow restrictor may be positioned to change the relative position of the area of the beverage outlets on the extraction plate. In particular, the flow restrictor may be movable between:
- первым положением стандартного потока и вторым положением стандартного потока, причем выходные отверстия для напитка в первом и втором стандартных положениях имеют, по существу, одинаковую площадь выходных отверстий, при этом перекрытые выходные отверстия для напитка в первом положении стандартного потока и перекрытые выходные отверстия для напитка во втором положении стандартного потока не совпадают; и/или- a first standard flow position and a second standard flow position, wherein the beverage outlets at the first and second standard positions have substantially the same outlet area, with the beverage outlets blocked at the first standard flow position and the beverage outlets blocked in the second position of the standard flow do not match; and/or
- первым положением уменьшенного потока и вторым положением уменьшенного потока, причем площадь выходных отверстий для напитка в первом и втором положениях уменьшенного потока, по существу, совпадает или отличается, при этом перекрытые выходные отверстия для напитка в первом положении уменьшенного потока и перекрытые выходные отверстия для напитка во втором положении уменьшенного потока не совпадают.- a first reduced flow position and a second reduced flow position, wherein the area of the beverage outlets in the first and second reduced flow positions is substantially the same or different, with the closed beverage outlets in the first reduced flow position and the blocked beverage outlets in the second position of the reduced flow do not match.
Следует отметить, что существует множество вариантов реализации перемещения ограничителя потока относительно экстракционной пластины, которые можно выбрать на основании конструкции экстракционного устройства, например, имеющегося места, а также ориентации устройства — горизонтальной, вертикальной либо наклонной ориентации устройства. В частности, впрыскивающая и экстракционная часть в экстракционном устройстве ориентированы горизонтально, благодаря чему можно вставлять контейнер между элементами под действием силы тяжести, как это описано в патентах EP1859713B1, EP2205133B1 и EP2608705B1. Кроме того, экстракционное устройство может быть установлено под наклоном, как это представлено в патенте WO 2017/001644.It should be noted that there are many options for implementing the movement of the flow restrictor relative to the extraction plate, which can be selected based on the design of the extraction device, for example, the available space, as well as the orientation of the device - horizontal, vertical or oblique orientation of the device. In particular, the injection and extraction portions in the extraction device are horizontally oriented so that the container can be inserted between the elements by gravity, as described in patents EP1859713B1, EP2205133B1 and EP2608705B1. In addition, the extraction device can be installed at an angle, as shown in WO 2017/001644.
Экстракционная пластина может быть расположена с возможностью прямолинейного перемещения относительно ограничителя потока, который в ходе экстракции сохраняет по меньшей мере, по существу, неподвижное положение относительно рамы.The extraction plate may be positioned for linear movement relative to the flow restrictor, which during extraction maintains at least a substantially fixed position relative to the frame.
В одном режиме в ограничителе потока предусмотрена по меньшей мере одна сплошная ограничивающая поток поверхность, расположенная с возможностью одновременного перекрытия более одного выходного отверстия для напитка в положении уменьшенного потока. Ограничивающая поток поверхность, в частности, может иметь форму полного или неполного диска.In one mode, the flow restrictor is provided with at least one continuous flow restricting surface arranged to simultaneously cover more than one beverage outlet in a reduced flow position. The flow-restricting surface, in particular, may be in the form of a full or incomplete disk.
В другом режиме ограничитель потока содержит множество отдельных ограничивающих поток элементов; причем каждый из таких элементов расположен с возможностью перекрытия одного выходного отверстия для напитка по отдельности. Преимущество заключается в обеспечении более эффективного перекрытия выходных отверстий для напитка и в снижении риска утечки, когда требуется полное перекрытие выходных отверстий для напитка.In another mode, the flow restrictor comprises a plurality of individual flow restricting elements; and each of such elements is located with the possibility of overlapping one outlet for the drink separately. This has the advantage of providing more effective closure of the beverage outlets and reducing the risk of leakage when complete closure of the beverage outlets is required.
Ограничитель потока может включать множество отдельных ограничивающих поток элементов, сформированных в виде выступающих элементов, проходящих от опорной пластины или, например, поверх плунжера. Выступающие элементы могут быть сформованы с возможностью вхождения по отдельности в соответственным образом сформованные углубленные участки экстракционной пластины, в которой обеспечены выходные отверстия для напитка. Преимущество подобной конструкции может заключаться в большей устойчивости к давлению текучей среды и утечкам.The flow restrictor may include a plurality of separate flow restricting elements formed as protrusions extending from the base plate or, for example, over the plunger. The protruding members may be individually molded to fit into suitably molded recessed portions of an extraction plate in which beverage outlets are provided. Such a design may have the advantage of greater resistance to fluid pressure and leakage.
Для повышения стабильности экстракции ограничивающая поток поверхность или отдельные ограничивающие поток элементы могут реагировать на изменение давления. В частности, опорная поверхность отдельных ограничивающих поток элементов упруго монтируется, например, на пружине, и/или выполнена с возможностью упругой деформации в случае прижатия к экстракционной пластине в ходе перекрытия. Например, ограничивающая поток поверхность или отдельные ограничивающий поток элементы могут содержать резину (в частности, этилен-пропиленовый каучук), или термопластичный(-ые) эластомер(-ы), или мягкий эластичный полимер либо могут быть целиком выполнены из них.In order to improve the stability of the extraction, the flow restricting surface or individual flow restricting elements can respond to pressure changes. In particular, the bearing surface of the individual flow-restricting elements is resiliently mounted, for example on a spring, and/or is resiliently deformable when pressed against the extraction plate during overlapping. For example, the flow-restricting surface or the individual flow-restricting elements may comprise rubber (particularly ethylene-propylene rubber) or thermoplastic elastomer(s), or a soft elastic polymer, or may be entirely made of them.
Выступающие элементы могут иметь различные длины сжатия и/или быть упруго смонтированными с различной степенью упругости. Благодаря различным длинам сжатия или степеням упругости можно изменять число перекрытых выходных отверстий для напитка в зависимости от силы прижимания элементов к экстракционной пластине. Чтобы перекрыть меньшее число выходных отверстий для напитка, сжимаются только более длинные элементы или элементы с более жестким креплением, а более короткие элементы или элементы с более мягким креплением остаются несжатыми или на расстоянии от отверстий. Чтобы перекрыть большее число выходных отверстий для напитка, сжимаются и более длинные/короткие элементы, и элементы с более жестким/мягким креплением, но при этом, очевидно, более длинные элементы и элементы с более жестким креплением сжимаются сильнее, чем более короткие элементы и элементы с более мягким креплением. В результате за счет изменения положения ограничителя потока относительно экстракционной пластины можно обеспечить разное положение потока.The protruding elements may have different compression lengths and/or be resiliently mounted with different degrees of resilience. Due to different compression lengths or degrees of elasticity, it is possible to vary the number of closed beverage outlets depending on the pressing force of the elements against the extraction plate. In order to cover a smaller number of beverage outlets, only the longer or more rigid elements are compressed, while the shorter or softer elements remain uncompressed or at a distance from the openings. Longer/shorter and harder/softer elements are both compressed to cover more beverage outlets, but obviously longer/harder elements are compressed more than shorter/softer elements. with a softer grip. As a result, by changing the position of the flow restrictor relative to the extraction plate, different flow positions can be achieved.
Экстракционное устройство может дополнительно включать в себя по меньшей мере один приводной элемент, например поршень, соединенный с ограничителем потока и экстракционной пластиной, чтобы уменьшать или увеличивать площадь выходных отверстий в экстракционной пластине.The extraction device may further include at least one actuating element, such as a piston, connected to the flow restrictor and the extraction plate to reduce or increase the area of the outlet holes in the extraction plate.
Приводной элемент может быть перемещен любым подходящим механическим, и/или электрическим, и/или гидравлическим приводом. Приводной элемент может быть перемещен соленоидным исполнительным механизмом, гидравлическим исполнительным механизмом или электродвигателем, например шаговым двигателем. Приводной элемент может быть соединен с ограничителем потока посредством трансмиссии, например с помощью шестеренчатой передачи, и/или кулачковой передачи, и/или рычажной передачи.The drive element can be moved by any suitable mechanical and/or electrical and/or hydraulic drive. The drive element may be moved by a solenoid actuator, a hydraulic actuator, or an electric motor such as a stepper motor. The drive element may be connected to the flow restrictor via a transmission, for example by means of a gear and/or cam and/or linkage.
Приводной элемент может перемещать ограничитель потока независимо от уровня давления в экстракционной камере, например, для получения требуемого потока, в частности постоянного потока.The drive element can move the flow restrictor regardless of the pressure level in the extraction chamber, for example, to obtain the desired flow, in particular a constant flow.
Приводной элемент может перемещать ограничитель потока независимо от потока напитка, вытекающего из экстракционной камеры, например, для получения требуемого давления в экстракционной камере, в частности постоянного давления или давления, изменяющегося согласно профилю.The drive element can move the flow restrictor independently of the flow of the beverage flowing out of the extraction chamber, for example, to obtain the required pressure in the extraction chamber, in particular a constant pressure or a profile-varying pressure.
Приводной элемент может перемещать ограничитель потока с возможностью одновременного поддержания давления в экстракционной камере в нужном диапазоне давления, а потока напитка из экстракционной камеры — в нужном диапазоне расхода.The drive element can move the flow restrictor with the ability to simultaneously maintain the pressure in the extraction chamber in the desired pressure range, and the flow of the drink from the extraction chamber in the desired flow rate range.
В приводном элементе может быть предусмотрено средство управления, например электрическое средство соединения и/или средством соединения с возможностью передачи данных, благодаря чему можно будет управлять им с помощью блока управления устройства для приготовления напитка или устройства дистанционного управления (например, портативного компьютера).The drive element may be provided with a control means, such as an electrical connection and/or a data connection, so that it can be controlled by the control unit of the beverage preparation device or a remote control device (for example, a laptop computer).
Другой аспект изобретения относится к устройству для приготовления напитка, включающему описанный выше блок экстракции напитка. Устройство включает в себя: насос для подачи воды в блок экстракции; блок управления, выполненный с возможностью управления относительным перемещением ограничителя потока, например, путем перемещения любого или указанного приводного элемента между положением стандартного потока и положением уменьшенного потока; и необязательно тепловой кондиционер, такой как нагреватель и/или охладитель, например поточный нагреватель и/или поточный охладитель, для теплового кондиционирования воды, подаваемой насосом в блок экстракции.Another aspect of the invention relates to a beverage preparation device comprising a beverage extraction unit as described above. The device includes: a pump for supplying water to the extraction unit; a control unit configured to control the relative movement of the flow restrictor, for example by moving any or said actuator between a standard flow position and a reduced flow position; and optionally a thermal conditioner such as a heater and/or cooler, such as an in-line heater and/or in-line cooler, for thermal conditioning of the pumped water to the extraction unit.
Блок управления может быть выполнен с возможностью поддержания относительно неподвижного состояния ограничителя потока и экстракционной пластины на протяжении всего процесса экстракции напитка из капсулы в экстракционной камере.The control unit may be configured to maintain a relatively stationary state of the flow restrictor and the extraction plate throughout the entire process of extracting the beverage from the capsule in the extraction chamber.
Блок управления может быть выполнен с возможностью изменения относительного положения ограничителя потока и экстракционной пластины в ходе экстракции напитка из капсулы в экстракционной камере.The control unit may be configured to change the relative position of the flow restrictor and the extraction plate during extraction of the beverage from the capsule in the extraction chamber.
Устройство может быть выполнено с возможностью поддержания относительно неподвижного состояния ограничителя потока и экстракционной пластины на протяжении всего процесса экстракции напитка из капсулы первого типа и с возможностью изменения относительных положений ограничителя потока и экстракционной пластины в ходе экстракции напитка из капсулы второго типа.The device can be configured to maintain a relatively stationary state of the flow restrictor and the extraction plate throughout the entire process of extracting the beverage from the first type capsule and with the possibility of changing the relative positions of the flow restrictor and the extraction plate during the extraction of the beverage from the second type capsule.
Дополнительный аспект изобретения относится к применению капсулы в таком устройстве для приготовления напитка.A further aspect of the invention relates to the use of the capsule in such a beverage preparation device.
Как правило, давление измеряется ниже по потоку относительно насоса и выше по потоку относительно штуцера подвода воды, например в жидкостной линии между штуцером подвода воды и насосом. Давление в экстракционной камере или в капсуле может быть снижено по сравнению с таким измеренным давлением при наличии обратного клапана, например, на штуцере подвода воды впрыскивающей части, и/или дросселирующих устройств, установленных в штуцере подвода воды впрыскивающей части, или с помощью прокалывающих элементов, встроенных в стенку для введения капсулы, и/или ингредиентами в капсуле, и/или другими препятствиями.Typically, the pressure is measured downstream of the pump and upstream of the water inlet, for example in the liquid line between the water inlet and the pump. The pressure in the extraction chamber or in the capsule can be reduced compared to such a measured pressure by the presence of a check valve, for example, on the water inlet of the injection part, and/or throttling devices installed in the water inlet of the injection part, or by means of piercing elements, built into the wall for the introduction of the capsule, and/or the ingredients in the capsule, and/or other obstacles.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
На фиг. 1 представлен вид спереди блока экстракции в соответствии с вариантом осуществления изобретения.In FIG. 1 is a front view of an extraction unit according to an embodiment of the invention.
На фиг. 2 показан вид в поперечном сечении вдоль плоскости А–А представленного на фиг. 1 блока, причем блок экстракции находится в закрытом положении с капсулой внутри.In FIG. 2 shows a cross-sectional view along the A-A plane of FIG. 1 block, with the extraction block in the closed position with the capsule inside.
На фиг. 3 показан вид в поперечном сечении вдоль плоскости А–А представленного на фиг. 1 блока экстракции, причем блок экстракции находится в открытом положении с капсулой внутри.In FIG. 3 is a cross-sectional view along the A-A plane of FIG. 1 extraction unit, with the extraction unit in the open position with the capsule inside.
На фиг. 4 представлен увеличенный вид части блока экстракции, показанного на фиг. 3 (причем впрыскивающая часть и капсулы не показаны), при этом ограничитель потока находится в положении стандартного потока.In FIG. 4 is an enlarged view of part of the extraction unit shown in FIG. 3 (with the injection part and capsules not shown), while the flow restrictor is in the standard flow position.
На фиг. 5 представлен увеличенный вид части блока экстракции, показанного на фиг. 3 (причем впрыскивающая часть и капсулы не показаны), при этом ограничитель потока находится в положении уменьшенного потока.In FIG. 5 is an enlarged view of part of the extraction unit shown in FIG. 3 (with the injection part and capsules not shown), while the flow restrictor is in the reduced flow position.
На фиг. 6-9 представлены различные виды в перспективе первого примера ограничителя потока со сплошной ограничивающей поток поверхностью.In FIG. 6-9 are various perspective views of a first example of a flow restrictor with a continuous flow restricting surface.
На фиг. 10-12 представлены различные виды второго примера ограничителя потока, причем ограничитель обеспечен отдельными ограничивающими поток элементами.In FIG. 10-12 are different views of a second example of a flow restrictor, the restrictor being provided with separate flow restricting elements.
На фиг. 13 показан вид сбоку на ограничитель потока, представленный на фиг. 10-12, и экстракционной пластины в положении стандартного потока.In FIG. 13 is a side view of the flow restrictor shown in FIG. 10-12 and the extraction plate in the standard flow position.
На фиг. 14 представлен вид спереди на экстракционную пластину, показанную на фиг. 13.In FIG. 14 is a front view of the extraction plate shown in FIG. 13.
На фиг. 15 представлен вид в перспективе комбинации ограничителя потока, представленного на фиг. 10-12, и экстракционной пластины в положении стандартного потока.In FIG. 15 is a perspective view of the combination of the flow restrictor shown in FIG. 10-12 and the extraction plate in the standard flow position.
На фиг. 16 показан вид в перспективе комбинации ограничителя потока, представленного на фиг. 10-12, и экстракционной пластины в положении уменьшенного потока.In FIG. 16 is a perspective view of the flow restrictor combination shown in FIG. 10-12 and the extraction plate in the reduced flow position.
На фиг. 17-19 представлены виды третьего примера ограничителя потока с непрерывной ограничивающей поток поверхностью.In FIG. 17-19 are views of a third example of a flow restrictor with a continuous flow restricting surface.
На фиг. 20 схематично показано устройство для приготовления напитка, включающее блок экстракции, представленный на фиг. 1.In FIG. 20 schematically shows a beverage preparation device including the extraction unit shown in FIG. 1.
На фиг. 21-23 представлен четвертый пример ограничителя потока с поворотным движением.In FIG. 21-23 show a fourth example of a rotary motion flow restrictor.
На фиг. 24 показана сменная капсула со множеством отверстий после экстракции в устройстве для приготовления напитка по фиг. 20.In FIG. 24 shows a multi-perforated replaceable capsule after extraction in the beverage preparation device of FIG. 20.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Пример осуществления блока 1 экстракции в соответствии с настоящим изобретением в целом представлен на фиг. 1-3. Блок 1 расположен с возможностью приема сменной капсулы 2, содержащей порционные ингредиенты напитка, например жареный и молотый кофе.An exemplary embodiment of an
В настоящем примере капсула 2 представляет собой капсулу с ингредиентами напитка, имеющую достаточно жесткую емкость, закрытую гибкой мембраной выходного отверстия. В возможных вариантах блок экстракции также может быть выполнен с возможностью приема капсулы, изготовленной в виде гибкой таблетки или саше. Таблетка, как правило, сформирована из гибких стенок. В типовом примере в сменной капсуле 2 предусмотрена стенка 3 для введения жидкости, кольцевая кромка 4 и мембрана 5 выходного отверстия для напитка. Капсула может содержать порцию обжаренного и молотого кофе. Мембрана 5 выходного отверстия для напитка непроницаема для жидкости и должна быть перфорирована, надрезана и/или надорвана, чтобы через нее мог проходить экстракт напитка. Мембрана выходного отверстия для напитка может быть изготовлена из алюминия или может представлять собой слоистую конструкцию из бумаги с полимерным покрытием, бумаги с алюминиевым покрытием или бумаги с алюминиевым и полимерным покрытиями. Капсула для приготовления напитка может иметь чашеобразный корпус со стенкой 3 для введения жидкости и кромкой 4, к которой припаяна мембрана 5 выходного отверстия для напитка. Например, мембрана выходного отверстия для напитка может иметь толщину от 30 до 50 мкм, предпочтительно около 40 мкм (в определяемой в данном случае толщине не учитывается возможный вытисненный узор). Таблетка может иметь две гибкие стенки, герметично прикрепленные на кромке. Таблетка может быть симметричной вдоль плоскости кромки, благодаря чему обеспечивается возможность экстракции напитка через любую из двух стенок. Таким образом, одна стенка представляет собой стенку для введения, а другая стенка представляет собой мембрану выходного отверстия для напитка в зависимости от ориентации таблетки в блоке экстракции напитка.In the present example,
Блок экстракции содержит раму 6, впрыскивающую часть 7 и экстракционную часть 20.The extraction unit contains a frame 6, an
Как показано на фиг. 2 и 3, впрыскивающая часть 7 расположена с возможностью размещения стенки 3 для введения жидкости капсулы и подачи воды в экстракционную камеру 8 при закрытом положении блока экстракции напитка. Впрыскивающая часть 7 содержит по меньшей мере один штуцер 9 отвода воды для впрыска воды. Впрыскивающая часть может в целом включать сетку 10, формирующую полость для приема стенки для введения жидкости капсулы, и в нее могут быть встроены перфорирующие элементы 11 для перфорации стенки 3 для введения жидкости капсулы 2. Перфорирующие элементы 11 могут представлять собой лезвия или иглы, выступающие из дна полости сетки 10. У переднего конца сетки 10 может быть обеспечена окружная прижимная кромка 12 для закрытия экстракционной камеры 8 с кромкой 4 капсулы и прижатия кромки к экстракционной части 20. Экстракционная камера 8 может быть ограничена полостью сетки 10 впрыскивающей части 7 вплоть до прижимной кромки 12. Блок 1 экстракции, как правило, включает линию 15 воды для подачи воды на штуцер 9 отвода воды. В блоке экстракции может быть установлен нагреватель воды 16 для нагрева воды до температуры, подходящей для экстракции ингредиента напитка в капсуле 2. В впрыскивающей части 7 блока 1 может быть предусмотрена полость, выполненная с возможностью установки капсул с кромкой заданного диаметра. На основании диаметра кромки в целом определяют совместимость капсулы, которую прижимают впрыскивающей частью к экстракционной части. Однако впрыскивающая часть также может быть выполнена с возможностью растягивания, за счет чего можно подстраивать размер экстракционной камеры для размещения капсул разного диаметра и/или длины, как это описано в патентах EP2906092, EP2906093 и EP2908706.As shown in FIG. 2 and 3, the
В данном варианте осуществления впрыскивающая часть 7 может быть установлена как неподвижно, так и с возможностью небольшого перемещения относительно рамы 6, причем экстракционная часть 20 установлена с возможностью перемещения, чтобы перемещаться между открытым (фиг. 3) и закрытым (фиг. 2) положениями, в котором сформирована экстракционная камера 8. Экстракционная часть 20 может быть направлена в боковом направлении в раме 6, например, с помощью рельсовых направляющих 75 или т.п. Экстракционную часть 20 можно приводить в движение между открытым и закрытым положениями с помощью механизированного или ручного узла 17. В возможном варианте осуществления впрыскивающая часть 7 может быть установлена с возможностью перемещения относительно рамы 6, а экстракционная часть 20 может быть выполнена с возможностью установки неподвижно по отношению к раме.In this embodiment, the
В открытом положении впрыскивающая часть 7 находится на расстоянии от экстракционной части 20, благодаря чему можно вставлять капсулу 2 в блок экстракции в канал 40 для вставки (фиг. 3). Для этого экстракционная часть 20 может быть снабжена скользящим элементом 19 (например, выполненным в виде двух боковых скользящих канавок) или соединена с ним. Как видно на фиг. 4, экстракционная часть может быть снабжена рамкой 80 (или соединена с ней), по форме соответствующей форме капсулы, благодаря чему можно вставлять капсулу 2 в скользящий элемент 19 и продвигать ее по каналу 40. Экстракционная часть может дополнительно содержать упорное средство 81, например упорное средство, расположенное в или на скользящем элементе 19, для остановки капсулы в канале 40, когда блок 1 экстракции находится в открытом положении, как показано на фиг. 3, и обеспечивает тем самым совместное перемещение экстракционной части и впрыскивающей части и размещение капсулы, когда части находятся в закрытом положении (фиг. 2). Возможно применение и других конструкций для установки капсулы. При реализации изобретения можно применять практически любые варианты установки и снятия капсулы.In the open position, the
Экстракционная часть 20 включает экстракционную пластину 21, которая выполнена с возможностью взаимодействия с мембраной выходного отверстия для напитка капсулы в закрытом положении блока экстракции. Экстракционная пластина может быть расположена с возможностью обеспечения взаимодействия между мембраной выходного отверстия и экстракционной пластиной, когда капсула размещена на месте, а блок экстракции находится в закрытом положении впрыскивающей части и экстракционной части (фиг. 2 и 20). В экстракционной части имеются выходные отверстия 22 для напитка для выпускания жидкого экстракта напитка, вытекающего из капсулы в ходе экстракции. Выходные отверстия для напитка 22 могут быть обеспечены посредством экстракционной пластины 21.The
Как показано на фиг. 14, число выходных отверстий 22 для напитка и их размеры могут различаться. В предпочтительном варианте осуществления число отверстий составляет от 10 до 30, например 15 или 20-25, например 24, а их диаметр находится в диапазоне от около 0,1 до 1 мм, в частности 0,3-0,8 мм, например 0,4-0,6 мм. Диаметр достаточно мал, чтобы отверстия, возможно, совместно с открытой или разорванной мембраной 5 капсулы, фильтровали частицы кофе для по меньшей мере, по существу, предотвращения прохождения таких частиц из камеры 8 через экстракционную пластину 21.As shown in FIG. 14, the number of
Как показано на фиг. 3 и 20, экстракционная часть 20 может быть соединена с направляющей напиток деталью 18 ниже по потоку относительно экстракционной пластины 21 для направления экстракта напитка из выходных отверстий 22 для напитка, например, посредством коллектора 25 с выходным каналом 24 экстракционной части 20. Направляющую деталь можно использовать для выдачи напитка в резервуар напитка (фиг. 20), например в чашку или кружку, и для сбора отходов (фиг. 3), например, в сборник отходов, соединенный с блоком 1 экстракции, например, внутри устройства 100. В направляющей детали 18 может быть предусмотрено отверстие для выдачи напитка на одном конце, для направления экстракт напитка в резервуар, как показано на фиг. 20, и сливная кромка на другом конце, для направления отходов из отверстий 22 для выдачи напитка в сборник отходов, как показано на фиг. 3. Направляющая деталь 18 может быть выполнена с возможностью вращения между положением для выдачи напитка, в котором жидкость, принятая в направляющей 18, поступает к отверстию для выдачи в направляющей детали, и положением для сбора отходов, в котором жидкость, принятая в направляющей 18, проходит по сливной кромке направляющей детали (фиг. 3 и 20). Направляющая деталь 18 и/или коллектор 25 (при наличии) могут содержать дополнительные элементы, например, паровой экстрактор, разделитель(-и) потока, дополнительный коллектор, распределитель и/или пеногаситель(-и).As shown in FIG. 3 and 20, the
Экстракционная пластина 21 может включать множество выступающих или рельефных элементов 26, которые выполнены с возможностью разрыва мембраны 5 выходного отверстия капсулы с формированием отверстий в ней. Например, число и форма выступающих элементов определяются возможностью перфорирования, в частности, надрыва и/или надреза мембраны выходного отверстия капсулы. Отверстия 91 могут быть обеспечены в мембране выходного отверстия с помощью выступающих элементов 26: перед впрыском воды в экстракционную камеру 8, например при перемещении экстракционной части 20 и впрыскивающей части 7 относительно друг друга; и/или путем повышения давления в капсуле за счет впрыска воды, например под давлением впрыска в капсулу от 0,5 до 2 МПа (от 5 до 20 бар), например 0,8-1,5 МПа (8-15 бар), чтобы прижать мембрану выходного отверстия ко множеству выступающих элементов 26.The
Давление также сильно зависит от сопротивления перфорации в мембране выходного отверстия и, таким образом, от материала(-ов) и толщины мембраны выходного отверстия.The pressure is also highly dependent on the resistance to perforation in the outlet membrane and thus on the material(s) and thickness of the outlet membrane.
Экстракционная часть может не иметь никаких прокалывающих и/или режущих элементов для прокалывания и/или резки мембраны выходного отверстия, причем отверстия необязательно предварительно сформированы в мембране выходного отверстия: перед помещением капсулы в экстракционную камеру, например на этапе производства капсулы; и/или сформированы путем надрыва и/или разрушения мембраны при повышении давления в капсуле в результате впрыска воды, например для вскрытия предварительно ослабленных частей мембраны и/или приведения в движение вскрывающего мембрану элемента, находящегося внутри капсулы.The extraction portion may not have any piercing and/or cutting elements for piercing and/or cutting the outlet membrane, the holes being optionally preformed in the outlet membrane: before the capsule is placed in the extraction chamber, for example during the capsule manufacturing step; and/or formed by tearing and/or rupture of the membrane upon pressure increase in the capsule as a result of water injection, for example, to open previously weakened parts of the membrane and/or to drive the membrane opening element located inside the capsule.
Экстракционная пластина может иметь периферийную опорную часть 41 без выступающих элементов 26 для поддержания (при наличии) кромки капсулы, помещаемой в блок. Экстракционная пластина, как правило, имеет дискообразную форму и может быть снабжена устанавливаемыми на нее выступающими деталями узла. Экстракционная пластина может представлять собой жесткую в поперечном направлении часть, т.е. периферийную часть и/или центральную часть без возможности осевого перемещения. Например, экстракционную пластину изготовляют из, по существу, монолитной детали.The extraction plate may have a
Экстракционная часть 20 содержит ограничитель 27 потока, расположенный с возможностью перемещения относительно экстракционной пластины 21. Следовательно, ограничитель 27 или экстракционная пластина либо оба эти элемента могут быть выполнены с возможностью перемещения относительно рамы 6 при перемещении ограничителя 27 потока относительно экстракционной пластины 21.The
Ограничитель потока можно применять для уменьшения площади выходных отверстий, сформированной множеством выходных отверстий 22 для напитка экстракционной пластине путем перекрытия части выходные отверстий для уменьшения площади потока напитка, проходящего через экстракционную пластину. Поток может быть уменьшен частичным перекрытием определенных или всех выходных отверстий для напитка, причем остальные отверстия остаются полностью открытыми. Поток может быть уменьшен полным перекрытием определенных выходных отверстий для напитка и частичным перекрытием остальных выходных отверстий для напитка (и/или другие выходные отверстия для напитка остаются полностью открытыми).The flow restrictor can be used to reduce the area of outlets formed by the plurality of
Когда выходные отверстия для напитка перекрыты ограничителем потока, выше по потоку перед экстракционной пластиной образуется противодавление.When the beverage outlets are blocked by the flow restrictor, a back pressure is generated upstream of the extraction plate.
Как показано на фиг. 3 и 4, приводной элемент 30 может перемещать ограничитель 27 потока между положением уменьшенного потока и стандартным или полным потоком. Приводной элемент может быть расположен с возможностью перемещения ограничителя относительно экстракционной пластины, например, прямолинейно между двумя положениями. Для этого вал 77 ограничителя 27 может быть направлен прямолинейно вдоль направляющего проема 42 в экстракционной части, например в ее передней части. Приводной элемент 30 может быть перемещен соленоидным исполнительным механизмом, гидравлическим исполнительным механизмом и/или электродвигателем, например шаговым двигателем, который может быть соединен с валом 77 опорной пластины 28 ограничителя или соединен непосредственно с опорной пластиной. Например, гидравлический поршень можно приводить в действие с помощью водяного насоса устройства для приготовления напитка посредством жидкостной линии, которая не связана с впрыскиванием воды во впрыскивающей части.As shown in FIG. 3 and 4, the
В положении со стандартным или полным потоком, показанным на фиг. 4, ограничитель 27 отводится от экстракционной пластины, а все выходные отверстия 22 для напитка остаются открытыми. Между выходными отверстиями 22 и ограничителем 27 может поддерживаться расстояние в несколько миллиметров, чтобы предотвратить уменьшение площади выходных отверстий 22.In the standard or full flow position shown in FIG. 4, the
В положении с уменьшенным потоком, показанном на фиг. 5, ограничитель 27 взаимодействует с экстракционной пластиной 21 и уменьшает поток напитка через экстракционную платину 21. Перевод ограничителя 27 в данное положение возможен с помощью приводного элемента 30, который перемещает ограничитель до упора в экстракционную пластину 21. Ограничитель 27 может иметь ограничивающую поток поверхность 43, прикладывающую запирающее усилие к задней части экстракционной пластины, которого достаточно для противодействия давлению жидкости в ходе экстракции и поддержания закрытого состояния выходных отверстий для напитка.In the reduced flow position shown in FIG. 5, the
На фиг. 6-9 показан ограничитель 27A потока со сплошной перекрывающей поверхностью 43, область которой меньше области покрытия выходных отверстий для напитка в экстракционной пластине. Опорная пластина 28 ограничителя может иметь форму неполного диска с вырезом 45. Ограничивающая поток поверхность 43 может перекрывать определённое количество выходных отверстий для напитка, причем вырез ограничен так, чтобы одно или более отверстий 270 оставались не перекрытыми, как показано на фиг. 5 и 12. Следовательно, в ходе экстракции поток напитка принудительно направляется в оставшееся(-иеся) неперекрытым(-и) отверстие(-я) 270. Например, ограничитель может быть выполнен с возможностью перекрытия большинства выходных отверстий для напитка, в частности 2/3 или более от общего числа отверстий, например 18 или 20 из имеющихся 24 выходных отверстий.In FIG. 6-9 show a
Ограничитель 27A потока может быть выполнен с возможностью поворотного перемещения:The flow restrictor 27A may be pivotally movable:
- первым положением стандартного потока и вторым положением стандартного потока, причем выходные отверстия для напитка в первом и втором положениях стандартного потока имеют одинаковую или по меньшей мере, по существу, одинаковую площадь выходных отверстий, при этом перекрытые выходные отверстия для напитка в первом положении стандартного потока и перекрытые выходные отверстия для напитка во втором положении стандартного потока не совпадают; и/или- a first standard flow position and a second standard flow position, wherein the beverage outlets at the first and second standard flow positions have the same or at least substantially the same area of the outlets, with the beverage outlets at the first standard flow position blocked and the closed outlets for the beverage in the second position of the standard flow do not match; and/or
- первым положением уменьшенного потока и вторым положением уменьшенного потока, причем площадь выходных отверстий для напитка в первом и втором положениях уменьшенного потока, по существу, совпадает или отличается, при этом перекрытые выходные отверстия для напитка в первом положении уменьшенного потока и перекрытые выходные отверстия для напитка во втором положении уменьшенного потока не совпадают.- a first reduced flow position and a second reduced flow position, wherein the area of the beverage outlets in the first and second reduced flow positions is substantially the same or different, with the closed beverage outlets in the first reduced flow position and the blocked beverage outlets in the second position of the reduced flow do not match.
Как показано на фиг. 21-23, ограничитель 27A потока может быть выполнен с возможностью поворотного перемещения в направлении R, чтобы изменять угловое положение выреза 45 относительно экстракционной пластины и соответственно открывать отверстия 270, через которые может протекать напиток, в другом положении. Положение выреза 45 может быть смещено в диапазоне углов, например, от 0 до 180 градусов. На фиг. 21 ограничитель потока показан в исходном положении 0 градусов. В таком положении вырез находится в крайнем нижнем положении, и в экстракционной пластине открываются отверстия 270, расположенные в нижней половине экстракционной пластины. На фиг. 22 ограничитель потока повернут на 90 градусов по часовой стрелке относительно исходного положения. Теперь вырез находится по центру, а открытые выходные отверстия для напитка 270 равномерно распределены выше и ниже средней линии экстракционной пластины. На фиг. 23 ограничитель потока повернут на 180 градусов по часовой стрелке относительно исходного положения, и вырез находится в верхней точке, причем открытые выходные отверстия 270 располагаются в верхней половине экстракционной пластины. Таким образом, может изменяться положение площадей выходных отверстий из выходных отверстий для напитка, при этом фактическая площадь относительно неизменна. Изменение положения площадей выходных отверстий относительно экстракционной пластины может иметь значение для изменения условий экстракции, таких как выход экстрагированного кофе, качество пенки или другие параметры. В частности, преимущество открытия отверстий в нижней части пластины, как показано на фиг. 21, может заключаться в улучшении пенки на кофе и/или уменьшении выхода кофе при экстракции (по сравнению с открытием отверстий в верхней части пластины; фиг. 22 или 23).As shown in FIG. 21-23, the flow restrictor 27A can be pivotally movable in the R direction to change the angular position of the
Очевидно, что ограничитель 27A потока можно перемещать в любое угловое положение в диапазоне от 0 до 360 градусов. Возможно, можно также осуществлять вращение в направлении, противоположном направлению R. Кроме того, можно менять площадь выреза, чтобы увеличивать количество открытых выходных отверстий или, наоборот, уменьшать это число. Например, благодаря тому, что опорная пластина может включать первую часть диска и его вторую часть, границы выреза смещаются. Кроме того, следует отметить, что ограничитель 27A потока может оставаться неподвижным (относительно рамы), а экстракционная пластина 21 может быть выполнена с возможностью поворотного перемещения относительно ограничителя 27A потока. В альтернативном варианте осуществления два элемента 27A, 21 могут быть выполнены с возможностью поворотного перемещения друг относительно друга и относительно рамы.Obviously, the flow restrictor 27A can be moved to any angular position in the range of 0 to 360 degrees. It is also possible to carry out rotation in the direction opposite to the direction R. In addition, it is possible to change the area of the notch in order to increase the number of open outlets or, conversely, to decrease this number. For example, due to the fact that the base plate may include the first part of the disc and the second part, the boundaries of the cut are displaced. In addition, it should be noted that the flow restrictor 27A may remain stationary (relative to the frame), and the
В одном режиме экстракционная пластина установлена вертикально, как показано на фиг. 5, а ограничитель 27 может быть расположен с возможностью перекрытия верхних выходных отверстий 271 для напитка и при этом не перекрывать нижние отверстия 270 для напитка. Верхние выходные отверстия 271 для напитка, как правило, располагаются выше горизонтальной плоскости В, проходящей через экстракционную пластину. Горизонтальная плоскость может располагаться на уровне от 1/4 до 3/4, более предпочтительно от 1/3 до 2/3 высоты экстракционной пластины (по вертикали). Преимущество состоит в том, что при таком варианте удается эффективно перекрывать образующиеся естественным образом основные каналы прохода воды через слой кофе в верхней части капсулы (при горизонтальном положении капсулы в блоке), а значит, может повышаться эффективность экстракции кофе.In one mode, the extraction plate is mounted vertically as shown in FIG. 5, and the restrictor 27 may be positioned to overlap the
На фиг. 10-16 показан ограничитель 27B потока со множеством отдельных ограничивающих поток элементов 46. Каждый из таких элементов может быть расположен с возможностью перекрытия потока из одного выходного отверстия для напитка по отдельности. Например, ограничивающие поток элементы выполнены в виде выступающих элементов, проходящих от опорной пластины 28 перед ограничителем. Ограничивающие поток элементы могут быть сформованы с возможностью вхождения в соответственным образом сформованные углубленные участки 47 экстракционной пластины, переходящие в выходные отверстия 22 для напитка (фиг. 15). Углубленные участки могут расширяться наружу, за счет чего легче центрировать ограничивающие поток элементы. Ограничивающие поток элементы могут быть сформованы с возможностью бароустойчивого и герметичного перекрытия выходных отверстий 22. В альтернативном варианте осуществления ограничивающие поток элементы могут частично перекрывать выходные отверстия и тем самым уменьшать поток через них.In FIG. 10-16 show a
Отдельные ограничивающие поток элементы могут реагировать на изменение давления. Например, элементы 46 могут быть изготовлены из упруго деформируемого материала, например резины (или силикона, этилен-пропиленового каучука (EPDM)), термопластичного эластомера (TPA) или мягкого полимера. В альтернативном варианте осуществления элементы могут быть упруго смонтированными.Individual flow restricting elements can respond to pressure changes. For example,
На фиг. 17-18 показан ограничитель 27С потока со сплошной перекрывающей поверхностью 43. Размер перекрывающей поверхности может быть таким, чтобы перекрывать все выходные отверстия для напитка в экстракционной пластине в положении с уменьшенным потоком, как показано на фиг. 8. Перекрывающая поверхность может оставаться на минимальном расстоянии от выходных отверстий для напитка, например около 0,05 мм, с обеспечением небольшого зазора 44, через который поток напитка проходит между экстракционной пластиной и ограничителем. При наличии такого зазора площадь выходных отверстий будет меньше общей площади поверхности выходных отверстий для напитка, в результате чего появляется значительное противодавление, а поток уменьшается.In FIG. 17-18 show flow restrictor 27C with a continuous overlapping
В режиме, представленном на фиг. 17 и 18, ограничитель потока может также смещаться до упора в поверхность экстракционной пластины с обеспечением возможности перекрытия всех выходных отверстий 22 для напитка перекрывающей поверхностью 43. Такое положение с полным перекрытием отверстий можно выбирать, например, для предварительного смачивания ингредиентов в капсуле и сохранять на протяжении, к примеру, нескольких секунд. После этого ограничитель потока можно отводить от экстракционной пластины и при этом полностью открывать все выходные отверстия для напитка.In the mode shown in Fig. 17 and 18, the flow restrictor can also be moved all the way to the surface of the extraction plate so that all
Как показано на фиг. 20, устройство 100 для приготовления напитка блок 1 экстракции. Устройство для приготовления напитка обычно содержит насос 34, подающий воду в блок экстракции, и блок 35 управления, выполненный с возможностью управления относительным перемещением ограничителя потока (27, 27A, 27B, 27C), например, с помощью приводного элемента 30, который перемещает прокалывающий элемент в два или более положений. Устройство для приготовления напитка может также содержать водяной бак 36 для подачи воды в насос 34 по жидкостной линии 37. В состав устройства может входить тепловой кондиционер для текучей среды, такой как нагреватель и/или охладитель, например поточный нагреватель и/или поточный охладитель, для теплового кондиционирования воды, подаваемой насосом 34 в блок экстракции. Устройство может содержать расходомер 76 для воды для измерения расхода воды, подаваемой в впрыскивающую часть блока экстракции. За счет измерения расхода можно рассчитывать объем воды, поданный при приготовлении порции напитка, и отключать насос после подачи требуемого количества воды (необходимого объема для приготовления кофе ристретто, эспрессо, лунго, американо либо объема, запрошенного пользователем) и/или управлять работой насоса с помощью блока управления (контур управления насосом).As shown in FIG. 20, the
Устройство 100 для приготовления напитка может содержать селектор 38 режимов для выбора давления и/или расхода в блоке экстракции. В селекторе 38 режимов могут, например, быть предусмотрены физические либо виртуальные кнопки на пользовательском интерфейсе. Селектор режимов может также быть расположен отдельно от кофемашины, например на удаленном пользовательском интерфейсе: смартфоне и т.п. Селектор режимов может включать по меньшей мере один режим высокого давления или уменьшенного потока при экстракции, в котором блок управления управляет насосом для подачи воды в блок экстракции и при этом удерживает ограничитель потока в убранном положении, как показано на фиг. 5.The
Устройство для приготовления напитка может дополнительно содержать электрический двигатель 39 для автоматического приведения в действие приводного узла 17 блока экстракции между открытым и закрытым положениями впрыскивающей части по отношению к экстракционной части. Блок 35 управления, как правило, управляет двигателем 39 после выбора пользователем режима работы с помощью селектора 38.The beverage preparation device may further comprise an
Блок 35 управления расположен с возможностью управления приводным элементом 30 с учетом режима экстракции, выбранного с помощью селектора режимов. В режиме экстракции с уменьшенным потоком блок управления приводит в движение приводной элемент 30 так, что ограничитель потока оказывается в положении уменьшенного потока. Преимуществом является то, что разброс давления экстракции уменьшается. В стандартном режиме экстракции блок управления перемещает приводной элемент 30 в обратном направлении так, что ограничитель потока оказывается в положении полного (стандартного) потока или остается в положении уменьшенного потока при отведении ограничителя потока от экстракционной пластины. Выбор одного из двух положений зависит от типа капсулы, т.е. от характеристик смеси сортов кофе, загружаемой в блок экстракции. Такой выбор может быть автоматическим, например на основании распознавания типа капсулы (например, по цвету, штрих-коду, металлическим меткам, этикетке и пр.).The
Устройство 100 может быть выполнено с возможностью поддержки более двух режимов экстракции, соответствующих различным положениям ограничителя потока.The
Блок 35 управления может быть выполнен с возможностью: поддержания относительно неподвижного состояния ограничителя потока 27, 27A, 27B, 27C и экстракционной пластины 21 в на протяжении всего процесса экстракции напитка из капсулы 2 в экстракционной камере 8; и/или изменения относительного положения ограничителя потока и экстракционной пластины в ходе экстракции напитка из капсулы в экстракционной камере (например, на этапе предварительного смачивания в начале экстракции). Устройство может быть выполнено с возможностью поддержания относительно неподвижного состояния ограничителя потока и экстракционной пластины на протяжении всего процесса экстракции напитка из капсулы первого типа и с возможностью изменения относительных положений ограничителя потока и экстракционной пластины в ходе экстракции напитка из капсулы второго типа.The
Claims (30)
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18161841.4 | 2018-03-14 | ||
EP18161841 | 2018-03-14 | ||
EP18214451.9 | 2018-12-20 | ||
EP18214451 | 2018-12-20 | ||
PCT/EP2019/056259 WO2019175225A1 (en) | 2018-03-14 | 2019-03-13 | Beverage extraction unit with movable outflow obstructor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020133031A RU2020133031A (en) | 2022-04-07 |
RU2798410C2 true RU2798410C2 (en) | 2023-06-22 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001283317A (en) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Osaka Yanoen:Kk | Composite automatic vending machine |
EP1247480A1 (en) * | 2001-04-05 | 2002-10-09 | Mövenpick - Holding | Coffee extraction system |
RU2010139872A (en) * | 2008-02-29 | 2012-04-10 | Нестек С.А. (Ch) | METHOD AND DEVICE FOR PREPARING LIQUID EXTRACT FROM SUBSTANCE CONTAINED IN A TANK USING CENTRIFUGAL FORCES |
WO2015173128A1 (en) * | 2014-05-12 | 2015-11-19 | Nestec S.A. | Beverage preparation unit with safety valve |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001283317A (en) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Osaka Yanoen:Kk | Composite automatic vending machine |
EP1247480A1 (en) * | 2001-04-05 | 2002-10-09 | Mövenpick - Holding | Coffee extraction system |
RU2010139872A (en) * | 2008-02-29 | 2012-04-10 | Нестек С.А. (Ch) | METHOD AND DEVICE FOR PREPARING LIQUID EXTRACT FROM SUBSTANCE CONTAINED IN A TANK USING CENTRIFUGAL FORCES |
WO2015173128A1 (en) * | 2014-05-12 | 2015-11-19 | Nestec S.A. | Beverage preparation unit with safety valve |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101727340B1 (en) | Beverage cartridge with filter guard | |
DK3051986T3 (en) | brew Module | |
JP5409766B2 (en) | Beverage production device for producing beverages from disposable capsules | |
US9259120B2 (en) | Brew beverage device with pressure release | |
RU2798410C2 (en) | Beverage extraction unit with movable flow restrictor | |
US20200405091A1 (en) | Beverage extraction unit with movable outflow obstructor | |
EP3764853B1 (en) | Beverage extraction unit for selectively providing orifices of different types in a capsule for extraction of the beverage | |
RU2787102C2 (en) | Beverage making device with adjustable outflow hole | |
RU2788918C2 (en) | Beverage preparation device with configuration for extraction of non-homogeneous ingredients | |
RU2785880C2 (en) | Beverage making device with controllable capsule piercing | |
JP2021517010A (en) | Beverage machine with a partially closed pouring surface | |
RU2787867C2 (en) | Beverage extraction unit, beverage making device, use of replaceable capsule and beverage making system | |
RU2789781C2 (en) | Device for making beverage of ingredient and use of ingredient | |
US20210000287A1 (en) | Beverage machine with a non-homogeneous ingredient extraction configuration | |
US20210007534A1 (en) | Beverage machine with a controlled outflow aperture |