CN105451611A - 胶囊多重穿刺器 - Google Patents

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J-L·科兰托尼奥
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Abstract

本发明公开了一种提取单元(1)，所述提取单元具有用于刺穿胶囊(20)的穿刺装置(10)。所述穿刺装置包括多个穿刺元件(11a、11b)。每个元件具有穿刺末端(12a、12b)，所述穿刺末端被布置成沿穿刺方向(10ˊ)刺穿所述胶囊，所述穿刺方向例如大致平行于所述穿刺元件(11a、11b)的轴线(12aˊ、12bˊ)的方向(10ˊ)。所述穿刺末端被布置成在所述胶囊中的相应位置(22ˊ)处形成一系列对应的入口开口或一系列对应的出口开口。所述穿刺末端(12a、12b)通常位于大致垂直于所述穿刺方向(10ˊ)的不同的虚拟穿刺平面(13a、13b)上。

Description

胶囊多重穿刺器
技术领域
本发明涉及胶囊(capsule)提取单元中的胶囊和用于刺穿该胶囊的装置的相互作用，因而涉及提取单元、涉及用于刺穿胶囊的装置和胶囊的组合、涉及刺穿胶囊的方法以及涉及用于这种穿刺的胶囊的用途。
出于本说明书的目的，“饮料”意在包括任一种可供人类食用的液体物质，例如茶、咖啡、巧克力热饮或冷饮、奶、汤类、婴儿食品等。“胶囊”意在包括置于封闭包装，具体地讲气密包装内的任一种预先分份的饮料配料，如调味配料，所述封闭包装可由任一种材料制成(如塑料包装、铝包装、可回收包装和/或可生物降解包装)并可为任意形状和结构，包括容纳前述饮料配料的柔软荚包或刚性储盒。
背景技术
某些饮料制备机使用容纳待提取或待溶解的配料的胶囊，和/或在饮料制备机中储存和自动定量投放的配料或者在制备饮料时添加的配料。一些饮料机具有填充装置，该填充装置包括液体(通常为水)泵，其用来泵送来自水源的液体，这种液体是冷的或通过加热装置(如加热块等)加热。尤其是在咖啡制备领域中，已广泛开发了一种机器，其中容纳饮料配料的胶囊插入冲煮装置中。冲煮装置紧紧围住胶囊，水在胶囊的第一面处注入，在胶囊的封闭容积内生成饮料；经冲煮的饮料可从胶囊的第二面排出并收集在诸如茶杯或玻璃杯之类的接收器中。
已研制出便于插入“新鲜”胶囊和移出用过的胶囊的冲煮装置。
WO2005/004683和WO2007/135136涉及此类冲煮装置。此类冲煮装置包括：框架；固定保持部件，其用于胶囊；可移动保持部件，其以滑动关系相对框架安装；一个或两个铰链接合机构，其提供机械系统，该机械系统使得所述保持部件能以稳固且不漏液的方式围住胶囊，同时还对抗重新开启装置时内部冲煮压力产生的反作用力；和手柄，其用于直接撬起铰链接合机构。这种装置形成简单的组件，从而允许胶囊穿过框架中的通道垂直落下而插入胶囊，并且允许沿与插入方向相同的方向取出用过的胶囊。手柄可用于覆盖或暴露胶囊通道。冲煮装置的可移动部件经由手柄手动致动。在闭合与打开机器期间移动所述可移动部件所需的手动力是不同的，取决于所用胶囊的尺寸公差、胶囊的定位和性质以及冲煮单元的温度。WO2009/043630公开了一种包括冲煮单元的饮料制备机，所述冲煮单元的前部具有供胶囊插入冲煮单元中的通道。该前部被布置成在伸出机器壳体时暴露通道，供胶囊插入冲煮单元中，在缩回冲煮单元中时使通道滑到壳体下方，从而由壳体覆盖住通道。根据不同的方法，冲煮装置的可移动部件的致动可机动化。EP1767129涉及一种电机驱动的提取模块，其用于基于胶囊的饮料生产装置。在该情况下，使用者不必提供任何人力来开启或关闭冲煮装置。WO2012/025258和WO2012/025259公开了另一种机动化的机器，其用于由配料胶囊制备饮料。
当容纳待提取材料(如饮料配料)的胶囊被部分或完全密封，具体地讲是不透水的以及任选地不透气的时，可能有必要借助恰当的开启装置开启密封的胶囊部件。可延缓开启操作，也就是说，在胶囊于提取单元中进行提取处理期间才将胶囊开启，例如，像EP0512470或EP2068684中公开的那样；也可以在提取储盒之前在操作单元中将胶囊开启，例如，像WO02/00073中或WO02/35977中公开的那样。US3,260,190、US5,649,472、CH605293、EP512468和EP242556公开了另外的开启构造。
提取单元通常可包括一个或多个刀片，用于在提取胶囊在胶囊中形成开口。当使用本身不包括液体循环导管(即引导液体进入胶囊中或从胶囊离开的导管)的刀片时，液体通常在刀片外面且沿着刀片循环，利用刀片在胶囊中形成的开口的边界与刀片之间形成的通道进入胶囊中或从胶囊离开。刀片与这些开口边界之间形成的通道可能过小而无法让所需液体流入胶囊中或流出胶囊。所以，沿胶囊的流量可能过少，或胶囊可能在边界周围以不希望的方式被撕裂(在液体从胶囊加压流出的情况下)，或胶囊可能被压扁(在液体加压流入或试图流入胶囊中的情况下)。
WO02/00073已解决了该问题。此专利公开了一种提取单元，该提取单元包括若干胶囊穿刺刀片，该胶囊穿刺刀片用于刺穿胶囊，从而允许液体循环流经胶囊。所述刀片具有横向贯通的开口，这些开口在提取期间延伸到胶囊中，以提供增大的沿刀片空间，以便促进液体从外部导入胶囊中。跨刀片存在这种大的贯穿开口，显著改善了液体流入胶囊中或从胶囊流出的效果，这种改善以以下方式实施：通过在刀片高度处围绕打开的胶囊的边界在刀片中向内扩展液体贯穿通道的截面。然而，这种大的贯穿开口也减弱了刀片的机械强度。随时间推移，尤其在使用不易被刀片刺穿的较硬胶囊时，这会带来麻烦。刺穿期间这种对刀片的额外限制当然会引起具有贯穿开口的刀片过早失效。
EP2012192347.8公开了另一种改善液体流入胶囊中的方法，其中用柱塞扩大切割元件或穿刺元件在胶囊中形成的开口。
用现有技术刺穿胶囊，具体地讲，在胶囊内压力出现任何程度上升之前刺穿胶囊遇到的一个问题是，进入胶囊中的流体循环不充分。如上所述，已提供了解决该问题的方案，例如，WO02/00073和EP2012192347.8中公开的解决方案。此类系统改善了胶囊中的输入流。
然而，仍需要改善胶囊中的流动分布。已提出增加穿刺元件和胶囊中形成的相应开口的数目。然而，穿刺元件的数目越多，利用穿刺装置形成所有开口需要的压力就越大，胶囊被压扁而非被刺穿的风险也就越大。这种风险甚至随着出于经济和环境方面的考虑缩减包装材料(这导致胶囊结构弱化)的趋势增强而增大。所以，已建议在胶囊内部设置液体分布沟道，该分布沟道连接至胶囊入口，用于把供入胶囊入口中的流体散布于胶囊内部。然而，设置分布沟道这一解决方案涉及在胶囊内部额外设置部件，这增大了制造胶囊的成本。
仍需要经由在胶囊中形成的开口来改善胶囊中的流体循环，具体地讲，在胶囊开口处的流体分布。
发明内容
本发明涉及胶囊与用于提取胶囊的提取单元之间的协作。这种协作可涉及由容纳待提取饮料配料的胶囊制备饮料，所述待提取饮料配料如咖啡、茶、巧克力、可可粉、奶或汤类。因此，所述提取单元通常可能并入饮料机中。
这种制备饮料的操作通常包括混合多种饮料配料，如水和奶粉；和/或冲泡饮料配料，例如用水冲泡研磨咖啡或茶。例如，根据用户要求形成并分配预定量的饮料，该预定量对应于每份饮料的量。这样一份的容积可以在25至200ml的范围内，或最多至300或400ml，例如，能够装满茶杯或马克杯的容积，具体取决于饮料的类型。形成并分配的饮料可选自蕊丝翠朵(ristretto)、蒸汽加压煮出的浓咖啡(espresso)、量够咖啡(lungo)、热牛奶咖啡、拿铁咖啡、美式咖啡、茶等。具体地讲，咖啡机可以被构造成用于分配蒸汽加压煮出的浓缩咖啡，例如，每份的可调容积为20到60ml，和/或用于分配量够咖啡，例如，每份的容积在70到150ml范围内。
本发明的一个方面涉及用于提取胶囊的提取单元，该提取单元具有用于刺穿胶囊的穿刺装置。穿刺装置包括多个穿刺元件。每个穿刺元件都有穿刺末端，该穿刺末端被布置成沿穿刺方向刺穿胶囊，所述穿刺方向例如大致平行于穿刺元件轴线(具体地讲，穿刺元件的纵向轴线)的方向。这些穿刺末端被布置成在胶囊中的相应位置处形成一系列对应的入口开口(流体穿过这些入口开口循环到胶囊中)或一系列对应的出口开口(流体穿过这些出口开口循环离开胶囊)。通常情况下，穿刺元件的穿刺末端被布置成刺穿胶囊，随后提取流体循环到胶囊中。
根据本发明，穿刺装置的穿刺元件的穿刺末端通常位于大致垂直穿刺方向的不同的虚拟穿刺平面上。
穿刺装置，或至少该装置的穿刺元件可由金属(如钢或铁)制成，也可由陶瓷、或可能硬的聚合物材料制成。待被穿刺元件打开的胶囊壁应当由不过度磨损穿刺末端的材料(如塑料或铝)制成。胶囊还可由可生物降解的材料制成。
所以，穿刺装置可配备大量穿刺元件，从而形成相应数量的入口开口或相应数量的出口开口，在不同时刻形成开口时，压扁胶囊的风险降低。举例来说，每个穿刺平面可具有的穿刺末端总数在1至8范围内，具体地讲，为2、3、4、5、6或7。
在本发明的一个实施例中，穿刺装置包括以下部件中的至少一者：
-用于支承穿刺元件的基座；
-用作穿刺元件的至少一个刀片和/或至少一个插针。
基座可具有一种或多种装配构造，例如，至少一种选自装配孔、凹口和突出构件(如螺钉或铆钉)或弹簧构件(如夹子)的装配构造，用于把基座锚固和/或定位在胶囊接收器中。任选地，装配构件与刀片成一角度，而且胶囊接收器具有在装配构件与刀片之间扩展为该角度的肋条，在穿刺装置中通常形成凹口。刀片和基座以及装配构件(如果存在的话)可由单个弯曲板形成。举例来说，刀片和装配构件(如果存在的话)相对基座，以75至105度范围内的角度，如85至95度弯曲。
例如，穿刺装置具有第一类型刀片，其至少包括一个用于把该穿刺装置固定在这种提取单元中的装配构件。比如，装配构件从第一类型刀片的底部延伸出来和/或在第一类型刀片中(如第一类型刀片的基部中)形成切口，和/或可相对于第一类型刀片的穿刺末端移动(如可弹性地移动)。
因此，代替围绕穿刺装置基座的周边部分交替设置穿刺元件和装配构件的做法，可将穿刺元件和装配构件在基座的同一周边边缘上结合，这样，装配构件从基座延伸出来的位置也可用作伸出穿刺元件的位置。
所以，在给定容积中的穿刺元件数量可以增加，即便穿刺装置需要突出的装配构件和/或穿刺装置由单个弯曲板构成时也是如此。这特别有利于将穿刺装置改造为在现有提取单元设计中具有数量增多的穿刺元件，尤其是还不会缩小或损害穿刺元件的穿刺部分的形状。
穿刺装置可具有第二类型刀片，其不具有与第一类型刀片相关联的这种装配构件。举例来说，第二类型刀片具有第二宽度的基部，该第二宽度大致等于第一类型刀片基部的第一宽度，和/或第一类型刀片和第二类型刀片围绕穿刺装置的轴线交替设置，该轴线例如为穿刺装置的中心轴线和/或平行于穿刺方向的轴线。
通常情况下，穿刺装置由被切割而形成基座和穿刺元件(如刀片和/或插针)的单个弯曲板形成。
形成切割边缘并任选地形成装配构件的弯曲板可沿穿刺元件具有恒定厚度。
整个穿刺装置或该穿刺装置的一部分(如，基座)可由薄板例如厚度恒定的薄板制成，该恒定厚度如小于1mm、通常在0.05mm至0.5mm范围内的厚度。
该薄板的形成穿刺元件的那部分的厚度可沿穿刺元件逐渐变小，从而形成较锐利的切割斜坡。
至少一个穿刺元件可具有：
-大致平行于穿刺方向的边缘，与所述平行边缘相交而形成穿刺末端的倾斜边缘；或者
-与穿刺方向成斜角并且彼此相交而形成穿刺末端的两个边缘。
穿刺元件的切割边缘可通常形成V形或U形排列。
切割边缘可为笔直切割斜坡和/或弯曲切割斜坡的形状。
至少一个垂直平面的穿刺末端通常可排列为圆形、椭圆形或类似的形状，并任选地等距间隔开。
每个穿刺末端具有与穿刺方向平行的穿刺轴线于，穿刺装置的穿刺元件大致围绕穿刺装置的中心轴线大体排列成圆柱形，并任选地等距间隔开。
提取单元可包括第一胶囊接收器，该接收器与穿刺装置成一体；或者穿刺装置安装在该接收器中或该接收器上。举例来说，第一胶囊接收器连接到流体管线，该流体管线用于将流体循环到被穿刺装置刺穿的胶囊中。通常情况下，第一胶囊接收器具有适于接纳胶囊的腔体，例如，形状与胶囊配合的腔体。
提取单元可包括第二胶囊接收器，该接收器可相对于第一胶囊接收器在打开位置和闭合位置之间移动，打开位置用于将胶囊插入这种提取单元中，或把胶囊从这种提取单元中移出，闭合位置用于在这种提取单元中提取胶囊。第二胶囊接收器可被布置成在第一接收器和第二接收器大体平行于穿刺方向相对移动至闭合位置时，抵靠穿刺末端保持胶囊。
本发明还涉及如上所述的提取单元与胶囊的组合。胶囊和提取单元经构造从而能沿穿刺方向将穿刺装置和胶囊推到一起。举例来说，胶囊被穿刺装置刺穿的那部分由金属(如铝)、塑料和/或可生物降解的材料制成。
不同平面上的穿刺末端相对于穿刺位置进行空间排列，使穿刺末端在相应的不同时刻在各穿刺位置处接触并刺穿胶囊。
穿刺位置可位于胶囊上不与穿刺平面平行的部分上，具体地讲，该胶囊部分为非平面的表面，例如大致圆锥形、圆顶形、多面形或混合形状的表面。
所述胶囊能够具有可被穿刺装置的所有这些穿刺末端刺穿的表面。任选地，如果所述胶囊表面同时接触并抵靠所述穿刺装置的所有穿刺末端，则所述胶囊表面可变形从而在沿所述穿刺方向刺穿不超过所述胶囊的总尺寸的至少5％的情况下变形，具体地讲在刺穿不超过所述胶囊的总尺寸的至少10％或15％。
例如，所述胶囊表面由金属(如铝)、塑料和可生物降解的材料中的至少一种制成。
本发明还涉及刺穿上述组合中的胶囊的方法。
根据另一个方面，本发明涉及胶囊用于以下的用途：被上述提取单元的穿刺装置刺穿；提供上述组合；或者被上述方法刺穿。
通常情况下，胶囊包括大致圆柱形或截头圆锥形、或者圆顶形或截头圆顶形的容器，该容器具有底部和覆盖件。例如，该容器具有对称轴线，如旋转轴线。胶囊可具有待由穿刺装置的所有穿刺末端刺穿的表面，该表面由胶囊的底部或覆盖件形成。在胶囊被提取单元中的穿刺装置刺穿时，容器轴线可大致平行于穿刺方向。
本发明的又一方面涉及胶囊的用途，用于将咖啡、茶、巧克力、奶和汤类成分中的至少一者用作配料容纳于所述胶囊中。
附图说明
现在参照示意图描述本发明，其中：
-图1为根据本发明的提取单元穿刺装置的透视图；
-图2为图1中示出的穿刺装置的侧视图；
-图3a至图3d示出了胶囊在根据本发明的提取单元中的刺穿顺序，图3a和图3d示出了该提取单元的胶囊接收器。
具体实施方式
附图大体示出了根据本发明的提取单元1及其与胶囊20的协作关系的实例。图3a和图3d示出了具有协作的胶囊20的提取单元1，该提取单元1具有胶囊接收器30、40和穿刺装置10。图1和图2示出了穿刺装置10的细节。胶囊20的刺穿顺序在图3a至图3d中详细示出。
胶囊20可具有容器21，该容器21具有底部22(例如，形成注入表面或提取表面的底部)和覆盖件23(例如，形成胶囊20的提取表面或注入表面的表面)。覆盖件23横向延伸，与容器21的边缘一起形成凸缘24。覆盖件23可适当地接合到容器21的边缘而形成凸缘24。
通常情况下，胶囊20包括大致圆柱形或截头圆锥形、或者圆顶形或截头圆顶形的容器21，该容器21具有底部22和覆盖件23。可将整个覆盖件或可只将覆盖件的一部分施加到容器上；或者，整个覆盖件可与容器一体形成。
例如，容器21具有对称轴线25，如旋转轴线25。胶囊20可具有待由穿刺装置10的所有穿刺末端12a、12b刺穿的表面22，该刺穿表面22由胶囊20的底部或覆盖件形成。
如图3b所示，容器21可具有截头圆锥形的钝的底部22，和从底部22朝容器嘴212延伸的截头圆锥形尖锐主体211。底部22可具有基本平坦或者略微凸起或凹陷的端部221，以及周壁222。
容器21可由塑料、可生物降解的材料或铝材制成。覆盖件23可由纸材、塑料、可生物降解的材料或铝材制成。
胶囊20通常容纳配料，例如饮料配料，如咖啡、茶、可可粉、奶等。举例来说，胶囊20的容积可容纳3至10g研磨咖啡，用来制备蕊丝翠朵、蒸气加压煮出的浓咖啡、量够咖啡或美式咖啡。
合适的胶囊例如在EP0512468、EP0512470和EP2068684中公开。
可通过让液体循环穿过胶囊20以使液体与胶囊20容纳的配料(如调味配料)混合来提取胶囊20。
穿刺装置10可具有多个穿刺元件11a、11b，每个元件11a、11b具有被布置成沿穿刺方向10'(例如大致平行于穿刺元件11a、11b的纵向轴线12a'、12b'的方向10')刺穿胶囊20的穿刺末端12a、12b。穿刺末端12a、12b被布置成在胶囊20中的相应位置22'处形成一系列对应的入口开口22'(图3b和图3c)或一系列对应的出口开口(未示出)。
通常情况下，穿刺装置10包括多个穿刺元件11a、11b，每个元件具有被布置成沿穿刺方向10'(例如大致平行于穿刺元件11a、11b的轴线12a'、12b'的方向10')刺穿胶囊20的穿刺末端12a、12b。穿刺末端在胶囊20中的相应位置22'处形成一系列对应的入口开口22'或一系列对应的出口开口(未示出)。
具体地讲，穿刺元件11a、11b的穿刺末端12a、12b可被布置成刺穿胶囊20，随后提取流体循环到胶囊20中。
在胶囊的阻力不够大的情况下，例如，在胶囊中的内部压力或胶囊的结构强度不够大的情况下，胶囊20特别容易被穿刺装置压扁。
穿刺末端12a、12b通常可位于垂直穿刺方向10'的不同的虚拟穿刺平面13a、13b上(图1和图2)。
穿刺末端12a、12b可相对于穿刺位置22'进行空间排列，以使穿刺末端12a、12b在相应的不同时刻在各穿刺位置22'处接触并刺穿胶囊20(图3a和图3b)。
通过提供这种排列，穿刺装置10可配备大量穿刺元件，从而形成相应数量的入口开口或出口开口，以便在各开口处分配液流，且在不同时刻形成开口时，压扁胶囊的风险降低。
穿刺位置22'可位于胶囊上不与穿刺平面13a、13b平行的部分22上，具体地讲，该胶囊部分为非平面的表面22，例如大致圆锥形、圆顶形、多面形或混合形状的表面221、222。
例如，胶囊具有待由穿刺装置10的所有穿刺末端12a、12b刺穿的表面22，该胶囊表面22任选地沿穿刺方向10'是那样的可变形以至于被刺穿至少不超过胶囊总尺寸的5％，具体地讲，变形而被刺穿不超过胶囊总尺寸的10％或15％，如果胶囊表面22在同一时刻与穿刺装置的所有穿刺末端接触并且被推靠在所有穿刺末端上，胶囊表面22是例如由金属(如铝)、塑料和可生物降解的材料中的至少一种制成的话。
每个穿刺平面13a、13b可具有的穿刺末端12a、12b的总数为1、2、3、4、5、6、7或8。在附图示出的具体实例中，每个穿刺平面13a、13b有三个穿刺末端12a、12b。
穿刺装置10可包括以下部件中的至少一者：用于支承穿刺元件11a、11b的基座14；以及用作穿刺元件的至少一个刀片11a、11b和/或至少一个插针。
附图示出的穿刺装置10由单个弯曲板构成，该弯曲板被切割而形成基座14和穿刺元件11a、11b。也可以在该弯曲板中形成装配构造15a、15b、15'、16，用以在这种提取单元1中装配穿刺装置10，具体地讲，装配胶囊接收器30。穿刺装置10可由弯曲金属板制成。
举例来说，穿刺元件11a、11b和一个或多个装配构件15a、15b(如果存在的话)相对基座14以75至105度范围内的角度，如85至95度弯曲。
穿刺装置10可具有第一类型刀片11b，其至少包括一个用于把装置10固定在这种单元1中的装配构件15a、15b。任选地，装配构件15a、15b从第一类型刀片11b的底部14b延伸出来。
装配构件15a、15b可在第一类型刀片11b中(比如在第一类型刀片11b的基部14b中)形成切口15a、15b。举例来说，形成切口的装配构件15a可与第一类型刀片11b的大致为L形的底部123b，和刀片11b的大体笔直的底部124b相关联。
装配构件15a、15b可相对于第一类型刀片的穿刺末端12b移动(如可弹性地移动)，特别是在装配构件15a、15b与穿刺末端12b由同一块弯曲板形成时。
因此，代替围绕穿刺装置基座的周边部分交替设置穿刺元件和装配构件的做法，可将穿刺元件11b和装配构件15a、15b在基座14的同一周边边缘15上结合，这样，装配构件11b从基座14延伸出来的位置也可用作伸出穿刺元件11a、11b的位置。
穿刺装置10可具有第二类型刀片11a，其不具有这种装配构件。任选地，第二类型刀片11a具有第二宽度14a'的基部14a，该第二宽度14a'大致等于第一类型刀片11b的基部14b的第一宽度14b'。第一类型刀片11b和第二类型刀片11a可围绕穿刺装置10的轴线交替定位，该轴线例如为中心轴线10"和/或平行于穿刺方向10'的轴线10"。
至少一个穿刺元件11a、11b可具有大致平行于穿刺方向10'的边缘121a、121b，和与该平行边缘相交以形成穿刺末端12a、12b的倾斜边缘122a、122b。至少一个穿刺元件可具有与穿刺方向成斜角并且彼此相交形成穿刺末端的两个边缘(未示出)。
通过沿刀片11b的线条123b和124b提供用于形成装配构件15a、15b的切口，通过切割第一类型刀片11b的边缘121b、122b形成的穿刺宽度11b'可保持与通过切割第二类型刀片11a的边缘121a、122a形成的穿刺宽度11a'相同。图1示出了这一情况。
至少一个垂直平面13a、13b的穿刺末端12a、12b可大致排列为圆形，并任选地等距间隔开(图1)。
每个穿刺末端12a、12b可具有平行于穿刺方向10'的穿刺轴线12a'、12b'。在这种情况下，穿刺装置1的穿刺元件11a、11b大致围绕穿刺装置10的中心轴线10"大体排列成圆柱形，并任选地等距间隔开。
提取单元1可包括第一胶囊接收器30，该接收器30与穿刺装置成一体(未示出)；或者穿刺装置10安装在该接收器30中或该接收器30上(图3a和图3b)。
例如，穿刺装置10安装在接收器30的底部32处。
具体地讲，底部32包括装配构件15a、15b被推入其中的凹槽，并包括一系列凸起，这些凸起与穿刺装置10的凹槽15'配合，将穿刺装置10定位并固定在接收器30的底部32处。
穿刺装置10中的通道16可用于把装置10固定在接收器30中，和/或允许液体通过穿刺装置10(具体地讲，在胶囊20与接收器30的流体管线33之间)流入胶囊20中或流出胶囊20。例如，通道16与中空的螺钉或铆钉构件相关联，这种螺钉或铆钉构件把穿刺装置10固定在接收器30中，具体地讲固定在底部32处，并允许流体在胶囊20与管线33之间循环流动。
第一胶囊接收器30可连接到流体管线33，该流体管线33用于使流体循环到被穿刺装置10刺穿的胶囊20中或者从胶囊20中循环出来。
提取单元1可包括第二胶囊接收器40，该接收器40可相对于第一胶囊接收器30在打开位置和闭合位置之间移动，打开位置用于将胶囊20插入提取单元1中，或把胶囊20从提取单元1中移出(未示出)，闭合位置用于在提取单元1中提取胶囊20(图3d)。
第二接收器40相对于第一接收器30在打开位置与闭合位置之间移动(具体地讲，从打开位置移动到闭合位置，反之亦然)可大致平行于以下中的至少一者：穿刺方向10'、穿刺装置轴线10"和穿刺元件轴线12a'、12b'。当穿刺方向10'与第一接收器30和第二接收器40的相对运动方向平行时，接收器30、40的闭合可用于通过穿刺装置10刺穿胶囊20。
第二接收器40可被布置成在第一接收器30和第二接收器40大体平行于穿刺方向10'相对移动至闭合位置时，抵靠穿刺末端12a、12b保持胶囊20，例如WO2005/004683和EP1859714中公开的那样。
在图3a和图3d示出的示例性实施例中，第一胶囊接收器30具有用于容纳胶囊20的腔体31(具体地讲，胶囊容器21)，第二胶囊接收器40形成用于闭合腔体21的封盖44(具体地讲，外流封盖)。具体地讲，第一接收器30具有嘴34，胶囊20可穿过嘴34进入腔体21。在闭合位置，胶囊凸缘24可被挤压在封盖44的周边部分与嘴34之间(图3d)，借此，腔体31可密封在胶囊容器21周围以避免经由管线33供应的液体绕过胶囊20进入腔体31中。封盖44包括用于使液体循环进入胶囊20中或离开胶囊20的一系列通道42，和用于开启胶囊覆盖件23的一系列穿刺或撕裂凸起41。如图所示，腔体31可具有中心轴线35，当提取单元1处于提取位置时，通常情况下，该中心轴线35与胶囊20的中心轴线或对称轴线25相同。
在提取时，当第一接收器30和第二接收器40被相对移开时，第一接收器30配备保持器36、37，用于把胶囊20与第二接收器40分开，具体地讲，把胶囊覆盖件23与液流收集器44分开。举例来说，第一保持器36保持胶囊凸缘24，第二保持器37保持胶囊容器21。可提供第三保持器(未示出)，用来从第一保持器36和第二保持器37移取胶囊30，这种保持器例如为在覆盖件23松开时与胶囊凸缘24接合以及使胶囊凸缘24相对嘴34移开的保持器。第三保持器可与导向通道一起形成，或可与导向通道相关联，在将胶囊20引入到提取单元1中时和/或在从单元1移出胶囊20时，该导向通道引导凸缘的方向，使其大致垂直于轴线35。
第一胶囊接收器30和第二胶囊接收器40可通过手动方式相对移动，例如WO2005/004683、WO2007/135135、WO2007/135136或WO2009/043630中公开的那样，或者可通过自动方式(具体地讲，机动方式)相对移动，例如EP1767129、WO2012/025258、WO2012/025259中公开的那样，或者可通过液压方式或混合方式相对移动，例如WO2011/042400中公开的那样。这些参考文献还公开了适宜的操作胶囊的方式：把胶囊20引导到隔开的接收器30和40之间的中间位置；将接收器30、40与胶囊20一起移到提取位置；以及在接收器30和40分开时，在提取时弹出胶囊20。具体地讲，可将穿刺装置10改造为这些参考文献中公开的提取单元，以形成根据本发明的提取单元1。
提取单元1可安装在本领域已知的饮料制备机中，例如具有WO2009/074550中公开的功能配件的机器中，这些功能配件为例如控制单元、用户界面、流体管线、泵、温度调节器(具体地讲，加热器和/或冷却器)、水箱或其他配料进料器、配料弃物收集器等。
在操作期间，胶囊20和穿刺装置10被定位成面对面，接着胶囊20和穿刺装置10沿穿刺方向10'彼此推靠，从而穿刺装置10的两个不同的穿刺末端12a、12b在相应不同时刻接触并刺穿胶囊20。图3a至图3d更详细地示出了胶囊20位于胶囊接收器30、40与穿刺装置10之间时的这一过程：在图3a中，胶囊20被保持在穿刺装置10前方一定距离处；在图3b中，穿刺装置10和胶囊20彼此推靠，从而平面13b的穿刺末端12a刺入胶囊20，而平面13b的穿刺末端12b仍位于胶囊20外；图3c示出平面13b的穿刺末端12b进入胶囊20中；图3d示出提取装置10完全进入胶囊20中，其中提取单元1处于提取位置。
胶囊20可在提取单元1中使用，用于形成任意类型的饮料，具体地讲，咖啡、茶、巧克力、奶和汤类。

Claims (17)

1.一种胶囊提取单元(1)，所述胶囊提取单元具有用于刺穿胶囊(20)的穿刺装置(10)，所述穿刺装置包括多个穿刺元件(11a、11b)，每个元件具有穿刺末端(12a、12b)，所述穿刺末端布置成沿穿刺方向(10')刺穿所述胶囊，所述穿刺方向例如大致平行于所述穿刺元件(11a、11b)的轴线(12a'、12b')的方向(10')，所述穿刺末端被布置成在所述胶囊中的相应位置(22')处形成一系列对应的入口开口或一系列对应的出口开口，所述穿刺元件(11a、11b)的所述穿刺末端(12a、12b)布置成在提取流体循环进入所述胶囊内之前刺穿所述胶囊；
其特征在于，所述穿刺末端(12a、12b)通常位于大致垂直于所述穿刺方向(10')的不同的虚拟穿刺平面(13a、13b)上。
2.根据权利要求1所述的胶囊提取单元，其中每个穿刺平面(13a、13b)具有的穿刺末端(12a、12b)的总数为1、2、3、4、5、6、7或8。
3.根据任一前述权利要求所述的胶囊提取单元，其中所述穿刺装置(10)包括以下部件中的至少一者：
-基座(14)，所述基座用于支承所述穿刺元件(11a、11b)；和
-用作穿刺元件的至少一个刀片(11a、11b)和/或至少一个插针。
4.根据权利要求3所述的胶囊提取单元，其中所述穿刺装置(10)具有第一类型刀片(11b)，所述第一类型刀片包括用于将所述穿刺装置(10)固定在这种提取单元(1)中的至少一个装配构件(15a、15b)；任选地，所述装配构件从所述第一类型刀片(11b)的底部(14b)延伸出和/或在所述第一类型刀片(11b)中例如所述第一类型刀片(11b)的基部(14b)中形成切口(15a、15b)，和/或可相对于所述第一类型刀片的所述穿刺末端(12b)移动，如可弹性地移动。
5.根据权利要求4所述的胶囊提取单元，其中所述穿刺装置(10)具有第二类型刀片(11a)，所述第二类型刀片不具有这种装配构件，任选地：
-所述第二类型刀片(11a)包括具有第二宽度(14a')的基部(14a)，所述第二宽度大致等于所述第一类型刀片(11b)的基部(14b)的第一宽度(14b')，和/或
-所述第一类型刀片和所述第二类型刀片(11a，11b)围绕一轴线交替设置，所述轴线为例如所述穿刺装置的中心轴线(10")和/或平行于所述穿刺方向(10')的轴线(10")。
6.根据任一前述权利要求所述的胶囊提取单元，其中至少一个穿刺元件(11a、11b)具有：
-大致平行于所述穿刺方向(10')的边缘(121a、121b)，和与所述平行边缘相交以形成所述穿刺末端(12a、12b)的倾斜边缘(122a、122b)；或者
-相对于所述穿刺方向倾斜并且彼此相交以形成所述穿刺末端的两个边缘。
7.根据任一前述权利要求所述的胶囊提取单元，其中至少一个垂直平面(13a、13b)的所述穿刺末端(12a、12b)通常排列成圆形或椭圆形，并任选地等距间隔开。
8.根据任一前述权利要求所述的胶囊提取单元，其中每个穿刺末端(12a、12b)具有与所述穿刺方向(10')平行的穿刺轴线(12a'、12b')，所述穿刺装置的所述穿刺元件(11a、11b)围绕所述穿刺装置(10)的大致中心轴线(10")大体排列成圆柱形，并任选地等距间隔开。
9.根据任一前述权利要求所述的胶囊提取单元，所述胶囊提取单元包括第一胶囊接收器(30)：
-所述第一胶囊接收器与所述穿刺装置成一体；或者
-所述穿刺装置(10)被安装在所述第一胶囊接收器之中或之上；
任选地，所述第一胶囊接收器(30)连接到流体管线(33)，所述流体管线用于将流体循环到被所述穿刺装置(10)刺穿的胶囊(20)中。
10.根据权利要求9所述的胶囊提取单元，所述胶囊提取单元包括第二胶囊接收器(40)，所述第二胶囊接收器可相对于所述第一胶囊接收器(30)在打开位置和闭合位置之间移动，所述打开位置用于将胶囊(20)插入或移出这种提取单元(1)，所述闭合位置用于在这种提取单元中提取所述胶囊。
11.根据权利要求10所述的胶囊提取单元，其中所述第二胶囊接收器(30)被布置成当所述第一接收器和所述第二接收器(30，40)大体平行于所述穿刺方向(10')相对移动至所述闭合位置时，抵靠所述穿刺末端(12a、12b)保持所述胶囊(20)。
12.一种胶囊(20)与根据任一前述权利要求所述的提取单元(1)的组合，其中所述胶囊和所述提取单元被构造成在沿所述穿刺方向(10')将所述穿刺装置(10)和所述胶囊(20)推到一起时，在所述胶囊中的相应位置(22')处形成一系列对应的入口开口或一系列对应的出口开口，其中所述穿刺末端(12a、12b)通常位于大致垂直于所述穿刺方向的不同的虚拟穿刺平面(13a、13b)上。
13.根据权利要求12所述的组合，其中不同平面(13a、13b)的所述穿刺末端(12a、12b)相对于所述穿刺位置(22')进行空间排列，以使所述穿刺末端(12a、12b)在不同的相应时刻在所述穿刺位置(22')处接触并刺穿所述胶囊(20)，任选地，所述穿刺位置位于不与所述穿刺平面(13a、13b)平行的胶囊部分(22)上，特别地，所述胶囊部分(22)为非平面的表面(22)，例如大致圆锥形、圆顶形、多面形或混合形状的表面(221、222)。
14.根据权利要求13所述的组合，其中所述胶囊具有待由所述穿刺装置(10)的所有所述穿刺末端(12a、12b)刺穿的表面(22)，如果所述胶囊表面(22)接触并抵靠所述穿刺装置的所有穿刺末端以便在相同时刻被刺穿，则所述胶囊表面(22)任选地可变形从而在沿所述穿刺方向(10’)刺穿不超过所述胶囊的总尺寸的至少5％的情况下变形，具体地讲在刺穿不超过所述胶囊的总尺寸的至少10％或15％的情况下变形所述胶囊表面(22)例如由金属如铝、塑料和可生物降解的材料中的至少一种制成。
15.一种在权利要求12、权利要求13或权利要求14所述的组合中刺穿胶囊(20)的方法，所述方法包括沿所述穿刺方向(10')相对抵靠所述穿刺装置(10)推动所述胶囊，以在所述胶囊中的相应位置(22')处形成所述一系列对应的入口开口(22')或所述一系列对应的出口开口，其中所述穿刺末端(12a、12b)通常位于大致垂直于所述穿刺方向的所述不同的虚拟穿刺平面(13a、13b)上。
16.一种胶囊(20)的用途，所述胶囊适于：
-由根据权利要求1至11中任一项所述的提取单元(1)的所述穿刺装置(10)刺穿；
-提供根据权利要求12、权利要求13或权利要求14所述的组合；或者
-由根据权利要求15所述的方法刺穿，
任选地，所述胶囊包括大致圆柱形或截头圆锥形、或者圆顶形或截头圆顶形的容器(21)，所述容器具有底部(22)和覆盖件(23)。
17.根据权利要求16所述的胶囊(20)的用途，咖啡、茶、巧克力、奶和汤类成分中的至少一者用作配料容纳于所述胶囊中。
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