TW200838466A - Extraction system for the preparation of a beverage from a cartridge - Google Patents

Description

200838466 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於自一經設計以容納一匣盒之萃取裝置中之 該匣盒準備飲料的領域；該裝置/匣盒總成通常係稱為萃 取"系統"。 1 【先前技術】 本發明之技術背景係關於含有諸如研磨咖啡且在萃取裝 置中之熱水壓力下萃取之可食用成份的匣盒之領域。使用 一刺穿系統，經由一注入面將熱水注入匣盒内，例如，該 匣盒中的流體之壓力增加，直至該匣盒之另一面在壓力作 用下經穿孔構件穿孔或刺穿，以便自該匣盒傳遞萃取物。 附屬於穿孔構件的大量凸起允許於匣盒之面中形成受控開 口 ’同時充分過濾萃取物以便將咖啡渣保持於匣盒内部。 諸如此類使用該方法的系統係獲知於（例如）專利案Ep_ A-512470 〇 專利申請案EP 1 654 966提出一種對於在扣合萃取系統 後提供更好密封之改良，以便更好地控制萃取特徵，尤其 打開壓力及萃取壓力。為此，匣盒裝備有一附著式密封件 或一形成該匣盒之一體式部分之密封件，使得每一新的萃 取ϋ盒極佳地密封至萃取系統内，藉此避免水經由匣盒夾 持區域渗漏至外部之風險D在已知系統中，密封件通常由 裝置支撐，且此可呈現出磨損以及污染問題，該等問題接 著可使萃取條件改變。本發明之另一優勢在於其允許藉由 防止匣盒經由吸引或真空作用而”黏附”於匣盒籠中來更容 125048.doc 200838466 易地釋放匣盒。為此，本發明 、χ、、 夺知a 了在匣盒龍之承载表面上提 供二氣通道，諸如，凹槽。

^ 了獲得滿意的㈣’由E盒支撐之密封件需要包括足 夠厚度之可變形材料。需要訂定此密封件之大小以便將其 充分壓縮以完全補償扣合後及t裝置在萃取期間處於其最 大Μ力下時的任何分離。現已發現可能高達a觀之注 入愿力在此等高a位準下傾向於引起裝置在g盒夹持區域 打開大約數十毫米。密封件因此需要能夠補償&“動態” 分離。若密封件之高度不夠，則存在補償不足且發生滲 漏，其意謂匣盒中發生不當的壓力增加。 然而’為了解決此分離問題’增加密封件之厚度導致匿 盒製造中的額外成本。 -般而言，亦減少對扣合機械傳輸裝置施加的應力以減 緩機械磨損速率且使扣合更容易或者允許使用較低動力之 馬達亦為有利的。 【發明内容】 本發明之一目標在於提供對此等問題之解決方案。 詳S之，本發明之一目標在於保留與匣盒相關聯的密封 件之優勢，同時提供對萃取期間内部壓力作用下之動態分 離問題的解決方案。 為此’本發明係關於一種用於使用在壓力下注入一匣各 内之流體自該匣盒準備飲料之萃取系統，且其包含： -一匣盒，其包含： 一飲料傳遞壁，其可在該匣盒内的注入流體之壓力作用 125048.doc 200838466 下經穿孔， 一壁，其係用於將該流體注入該匡盒内， 一夾持區域； -一萃取裝置，其用以容納該匣盒，且其包含： 一注入籠，其包含流體注入構件，及 - e盒支撐件，其包含用於在㈣盒中的流體之壓力作 用下使該匣盒的傳遞壁穿孔之穿孔構件；

該注入籠及㈣盒支#件經配置讀由__在注人前將其 扣合於該e盒周圍之扣合裝置而彼此相對移動，且將該匡 盒截留於該夹持區域中， 該萃取裝置之特徵在於： 該注入龍包含'基座及一 α 、、妥&留-一— 土農及扣合活基早兀，該扣合活塞單 兀經安裝以使得其可相對於該基座軸向移動； 在流體對Ε盒之夾持區域之壓力作用下，該扣合活塞單 元可相對於該基座移動’以便產生防止當該系統經加：時 該注入籠及該s盒支撐件相對於彼此打開之夾緊力。 根據本發明，該Ε盒密封件形成厚度之材料，該材 料在其截留於該裝置中之作用下可變形。 較佳地’密封件比£盒支撐件及活塞單元之夾持表面柔 軟，隸盒之㈣區域中密封件與£盒切件接觸。舉例 而吕，該支撐件通常為㈣盒之—夾持邊緣。活塞單元之 夾持表面可由諸如金屬或塑料的剛性材料製成，該 扣合力及流體熱的作用下不會變形。 ’ 且較佳地，具 該密封件較佳具有0.8 mm或更小之厚度 125048.doc 200838466 有〇·2 mm與〇·6 mm之間 ^ ^ 旳厗度。此數量級之厚度使得避免 在裝置中使用密封件点么 t 為可犯’同時提供能夠經受高壓 (例如，12巴與20巴之間的 二 之間的乾圍内之壓力）之動態密封。 ^ S —封件可由彈性可變形材料製成，以便更易於補 :在昆盒籠之失持表面處發生的任何可能之打開。用於該 密封件的可變形材斜夕畚1 ^ 柯科之汽例可包括彈性體材料，諸如， TPE(熱塑性彈性體、、τ )LSR(液體聚矽氧橡膠）、聚矽 EPDM。

/一些情況下’密封件亦可由可變形但略具彈性之材料 製士’諸如合成纖維、纖維素、發泡體、塑料或乳香。 密封件可為—經預製且藉由任何連接手段與E盒組裝或 者可與E盒共製造之元件。該密封件可為—與該度盒組裝 形衣在封件。可藉由黏結、焊接或任何其他連接手段 將密封件^至&盒。根據製成E盒之材料，密封件亦可 以液體形式沈積且就地聚合或共注人或過度注人。該密封 件亦可形成該匣盒之一壁之一體式部分且係由例如塑料之 同種材料形成。 就萃取裝置而言，此包含一包含一基座及一扣合活塞單 70之注入籠。在注入後流體之作用下，該扣合活塞單元能 夠相對於該基座移動。 一般而言，該注入籠包含一具有經設計以至少部分容納 一昆盒之輪廓之形狀的内部萃取空穴、至少一個向該空穴 供應流體之流體供應管道、可能至少一個諸如刺穿元件之 開啟構件，其使匣盒打開 以便將流體引入該匿盒内。 125048.doc 200838466 更具體言之，術語”流體，，係指熱水，但並不排除使用諸 如食物液體之其他液體。 根據一特徵，活塞單元係相對於基座安裝以便與該基座 同轴移動；該單元與該基座—起界定一壓力腔室，該壓力 腔室之體積可膨脹；在—下的壓力腔㈣脹具有驅 動該活塞單元使其返回g盒之作用，且該活塞單元包含一 夾持表面，在流體對活塞單元施加之推力作用τ，該爽持 表面對E盒夾持區域中之£盒密封件施加扣合力。 根據本發明之4寺徵，為了在壓力腔室與外部之間提供 捃封，在該活塞單元與該基座之間提供至少一個密封構 件。 根據另一特徵，一不可壓縮彈性推進構件係提供於壓力 腔室中且具有彈性變形性且至少部分佔據該壓力腔室；此 彈性構件經配置於該壓力腔室中以因流體而變形，且因此 能夠施加抵抗活塞單元之作用之軸向推力。根據一可能實 施例，當壓力腔室處於靜止位置時，該彈性構件完全佔據 該壓力腔室。目標在於減小壓力腔室中由流體佔據之體 積’以彈性構件來替代其體積。該彈性推進構件吸收由加 壓流體施加之力且將其傳輸至活塞單元。優勢為能更好地 控制減小流體停滯區域且防止壓力腔室受諸如咖啡潰之食 物殘渣π染之扣合力(例如’藉由提供具有不同硬度之材 料）。 該不可£縮彈性推進構件因此可由聚石夕氧材才斗或一些其 他彈性體製成。該材料之硬度經調整以適合所要效能及待 125048.doc 200838466 傳輸之所要扣合力。 根據一可能實施例，該不可壓縮彈性推進構件包含一徑 向展延’上面施加流㈣力之第—表面；及—橫向展延二 便將軸向推力施加於活塞單元上之第二推進表面。 根據一可能實施例，密封構件與彈性構件為同—個元 件0 活塞早7G之（突出）推進表面（在該表面上施加該匣盒外合 流體之壓力以便執行扣合）大於Ε盒之傳遞表面^此, 藉由提供始終偏向推進表面之表面積比，傾向於試圖打辟 裝置之分離力保持低於將裝置扣合於£盒周圍的力。㈣ 地，該推進表面約為該傳遞表面大小的12至2倍。 根據一第-實施例，該壓力腔室形成萃取空^穴之延續部 分。接著經由該萃取空穴之至少-個開口或通道向該壓力 腔室直接饋人㈣。壓力腔室㈣為該萃取空穴之環

續部分。 A 在此情況下，該活塞單元部分構成該萃取空穴，使 活塞單元與該基座一起界定該萃 平取工八之表面。在此情況 下’基座包含—流體供應管道，其直接與萃取空穴連通 該基座亦較佳包含至少—個較構件，諸如， 如’突出至該萃取空穴内。活塞單元較佳構成 取空八之下端(夹持)部分。活塞單元因而包含至少 匹配g盒之外部形狀’大體上為圓柱形或截平角錐形之部 分。在此情況下，壓力腔室較佳為一定位於萃取 以便使其徑向展延之大體上為環狀之腔室。諸如此類之組 125048.doc 200838466 態使得裝置體積大大減小。 根據此同一實施例，徑向定位於萃取空穴與環狀壓力腔 室之間的複數個開口或通道將流體供應至壓力腔室。諸如 此類之配置可能保證腔室中的壓力均勻增加且因此保證扣 合力繞夾持表面之周邊良好分布。舉例而言，通道具有開 放組恶且經配置於活塞單元與基座之間的一個邊緣上以便 防止其可能受污垢或固體咖啡粒子阻塞。在此情況下，隨

著活塞單元逐漸遠離基座移動，開口或通道變大，且腔室 供應表面因此增大。 根據一第二可能實施例，該壓力腔室在該萃取空穴之上 游展延。 在此N況下，活塞單元可完整形成用於容納匣盒之萃取 空穴，使得活塞單元之空穴能夠相對於一基座移動。在此 情況下，經由至少一個位於基座中及該腔室之上游的流體 通道供應該壓力腔室。接著萃取空穴自身經由壓力腔室經 由至少一個經由活塞單元形成之流體通道供應。 根據另-優勢，提供用於拆㈣盒之構件，藉此避免夾 持區域中的真空作用。為此，活塞單元之夾持表面較佳形 成用於截留匡盒之夾持區域之不連續夾持部分。 詳言之，活塞單元之夹持表面包含徑向展延且分離該等 不連續部分之開放凹槽°凹槽之大小視S盒密封件之大小

而定。較㈣’料凹槽具有可由密封件之厚度補償之高 度，該而度小於密封件之厚度。較佳地，該等凹槽之古产 ⑻等於密封件厚度的2/3,較佳等於密封件厚度的Z 125048.doc -12- 200838466 半。舉例而言，凹槽高度為約01 111111至〇 4 mm。凹槽寬度 亦較佳介於約〇·8 mm與3 mm之間。 在增加壓力前，使該萃取裝置與一用於將注入籠及萃取 支撐件扣合於匣盒周圍之扣合裝置聯合。由於在流體對匣 盒加壓前，該裝置已對夹持區域中之匣盒施加一定扣合 力’所以可將此扣合視為，，預扣合，，。該扣合裝置可為一機 械、水壓或水力機械裝置。其亦可為一手動操作系統或一 由一馬達操作之系統。 自Ik附圖式之詳細描述，本發明將得以更好地理解，且 其他特徵將變得顯而易見。 【實施方式】 參看圖1及圖2，如以非限制性實例描繪的本發明之萃取 系統1係由一萃取裝置2構成，在該萃取裝置2中容納有一 含有用於準備飲料之食物成份之匣盒3。通常藉由將加壓 流體注入該E盒内且在此流體之壓力下萃取該成份來獲得 準備。該E盒為一拋棄式匣盒，且因此通常將用過的匣盒 丟棄或循環利用。接著將新的匣盒插入該裝置内。 在本申請案之上下文中，”裝置-匣盒"總成係稱為”萃取 系統”。如以下描述中將顯而易見，裝置及匣盒構成缺少 對方便不能操作且實體上相互作用且相互補充以便萃取用 以形成飲料之液體萃取物之構件。 該萃取裝置為一包含一注入籠4及一匣盒支撲件5之總 成。該注入籠與該匣盒支撐件能夠彼此相對移動以扣合於 匣盒3周圍。在此情況下，注入籠4係安裝於一可移動上部 125048.doc -13- 200838466 結構6A上’而g盒支撐件 上；上部結構經由繞聯接轴7^衣於一固疋下部結構6B 移動。可預期相反情形，亦即Y轉移動^近下部結構 動之ϋ盒域件，或者可定之^蘢及能夠移 者。控制注入籠小支〜兩個部分中之-者移向另-能之變體。輿閉合的動力學具有眾多可 曲線)移動而靠搬之動力學為—可=徑(而非以非線性 注=意謂含有用於將加屋流體注入£ )二⑽通常包含至少一個主要流體供應管冓道= ^益之構件。該開啟構件可（例如）為刺穿元件9,其功能 如^在㈣盒中建立-或多個開口，以便允許流體進入。 如所說明，刺穿構件可與管道8分離。刺穿構件可（例如）為 呈刀片^針或:之形式之元件。在一變體中，管道可同樣 ::續牙過刺牙70件。根據匣盒之性質，可預期其他啟 構件。 注入籠具有-内部空穴10,扣合後，内部空穴1〇即容納 ®盒之注入面。根據！盒之形狀’内部空穴ι〇之深度可變 化。該li之自由端具有一夾持表面主入籠連接至一用 於向裝置供應流體之系統’在圖！中，出於簡單之目的， 僅部分描繪該系統。該流體供應系統通常包含一水箱、一 壓力栗及用於輸送流體之管道、一（例如）用以傳送$取所 要溫度下之流體之熱水器（諸如thermobloc)。該果可為一 能夠產生若干巴的靜壓力之電磁活塞泵或任何其他類型之 等效泵。 125048.doc -14- 200838466 £盒支撐件5具有一萃取表面6〇，其允許匿盒…中 壓力增加之作用下經穿孔。為此，該表面具有至少一個凸 起，較佳-系列凸起12,其形成使匿盒穿孔之構件。根據 S盒之類型及所要萃取條件，該等凸起之幾何形狀可不 同。在該實例中，各凸起為截平角錐形。形成通道Η之網 路’經由通道61之網路，液體萃取物可在凸起結構之間流 動從而可將液體收集於一容器（杯或類似物）中。 如圖2中所不，根據本發明之系統之匣盒3具有一注入壁 13，在將匡盒插入或置於裝置中時，可扣合該注入壁13。 注入壁可形成於碟形主體14中（例如，為平截角錐形卜匣 盒具有一傳遞壁15，一旦已由支撐件之萃取表面之穿孔構 件12形成開口，則萃取物需要能夠流經該傳遞壁15。諸如 此類之壁15可為由鋁、塑料或塑料/鋁層壓物製成之膜， 且其可經穿孔。舉例而言，該壁為數十微米厚之鋁箔，當 其在6巴與’20巴之間的範圍内之壓力（視匣盒、膜成份及膜 厚度而定）下在與凸起12接觸後達到其破裂應力時破裂。 匣盒之主體可由剛性或半剛性材料（諸如，鋁、塑料或塑 料-鋁層壓物）製成。 匣盒包含一夾持區域16，當將裝置扣合於匣盒上時，經 由該夾持區域16截留該匣盒。藉由使注入籠4與萃取支撐 件5靠攏且接著將其夾緊於該夾持區域16之每一側上來達 成截留。夾持區域16係由繞匣盒之周邊徑向延伸之邊沿形 成。該邊沿可至少部分由匣盒之主體形成。藉由密封或焊 接，可將膜15與邊沿之下側在夾持區域16中組裝在一起。 125048.doc -15- 200838466 根據本發明之一實施例’該夾持區域包含一呈密封 式之密封構件，該密封構件佔據該邊沿之所有部分或心 部分。密封㈣較佳為-由相對柔軟之可變形材料製:之 讀且與邊緣相抵而附著或固^應將相對柔軟之材料理 解為意謂能夠變形以至少補償注人籠在夾持表面處的任何 打開(此將在下文加以解釋)之材料。較佳地，該密封件係

由諸如彈性體之彈性材料製成。該密封件之厚度較佳為 〇·8 mm或更小。 密封件之形狀可經設計以促使其隨著壓力上升而蠕變從 而使用最少量材料提供較好密封。在所說明之實例中，該 密封件在面向匣盒之主體14之壁的邊緣厚度大於其朝向該 邊緣之自由端之厚度，此使該材料在流體對空穴及匣盒壁 之推進壓力之作用下向外移動。密封件在侧壁側上之厚度 了為、力0.5 mm且朝向外部減小至〇 111111與〇 2 mm之間的範 圍内之值。匣盒之邊緣可終止於捲曲接缝18(本身已知）， 且理論上截留力並不施加至捲曲接缝18。 根據本發明’注入籠經設計以加壓從而在已機械式扣合 裝置後’增加對夾持區域之扣合力。為此，該注入籠包含 一基座19及一活塞單元2〇，該活塞單元2〇係相對於該基座 軸向安裝，其具有受控式移動之能力。如圖3及圖4所示， 該活塞單元包含一側向邊緣21，該側向邊緣21配合至形成 於基座19中之凹槽22内。邊緣/凹槽總成界定一壓力腔室 23 ’壓力腔室23之體積可膨脹。該腔室可部分由一密封該 腔室使其在邊緣/凹槽界面處與外部相抵之密封構件24(諸 125048.doc -16 - 200838466 如彈性組塊）佔據。流體自内部萃取空穴由起動通道或通 道25傳送至腔室内。此等可（例如）形成於線％上，活塞單 元與形成空穴之了頁部的基座在線26處會合。在所說㈣實 例中0人具有开）成朝向空穴變寬之凹口且定位於活塞單 疋2〇之上部邊緣上的起動通道。其亦可至少部分形成於基 座之下部邊緣上。通道或起動通道25繞空穴之周邊徑向配 置且均勻分布以便平衡腔室之加壓且使活塞單元儘可能線 性地沿基座移動。 該裝置亦包含用於收集及傳遞液體萃取物之構件27，此 等構件定位於萃取支撐件之下游（圖〗及圖5)。本身已知此 等構件（例如）包含一漏斗形收集器及可能一噴射調節元 件。 該裝置裝備有一本身已知之機械扣合裝置28。在此申請 案中不必詳細描述諸如此類之裝置。其可係基於一將力自 一手動槓桿29或馬達（未說明）傳輸至支撐注入籠之結構的 機構。諸如此類之機構可為使用諸如（以實例說明）專利申 請案EP 1090574或者EP 1495702中描述之閂鎖槓桿原理的 機構。其亦可為一凸輪機構，一包含一電磁場（螺線管）之 機構及/或一水壓機構。 圖3及圖4展示在已使用扣合裝置28將裝置扣合於匣盒周 圍後之萃取系統。致動槓桿29以使注入籠4靠近萃取支撐 件’直至緊緊截留匣盒之夾持區域16之程度。在此操作狀 態下’空穴朝向匣盒移動，因此促使刺穿元件9穿過匣盒3 之注入壁。 125048.doc -17- 200838466 如由圖4所不，活塞單元由夹持表面11朝向其自由端30 展延/由於機械扣合，夾持表面Η對ϋ盒密封件施加夹緊 —可/主心到，該密封件已經預加載且壓縮至一定程度。 —支撐件用以產生相反力以截留邊緣且使匿盒在該區域 中固定不動。 . g地’夾持表面11具有不連續夾持部分，該等不連續 士持：分於其間劃定凹槽31之界限(圖1)，凹槽31相對於由 φ 萃取工八形成之旋轉表面之軸線I在徑向方向上延伸。凹 槽η之數目可變化，但較佳大於10，甚至大於20。該等凹 槽杈佳繞夾持表面之整個周邊分布。 立亦較佺地，活塞單元之端部終止於一炎持表面，其中内 Ρ邊緣32及外部邊緣33朝向彼此而會以^ ^ ^ 局部化之表面U。爽持表S11之寬度較佳等於丨:= 小。同樣地，夾持表面較佳施加與邊界之自由端相比更靠 近E盒之主體之侧向壁的力。夾持表面之寬度較窄意謂可 • 施加局部較高的力且亦可能使密封件之厚度及/或寬度最 小，同時確保良好密封。較佳地，内部邊緣32形成的角度 A小於外部邊緣33所形成之角度B(A&B係參照軸線1}。角 • 度Α較佳在5度與1〇度之間的範圍内，而角度Β在30度與6〇 - 度之間的範圍内。 在圖3及圖4之操作狀態下，尚無流體經由管道注入，且 活塞單元處於縮進位置中。壓力腔室23尚未經受流體之壓 力。 圖5及圖6適當展示萃取步驟。裝置之泵經由供應管道8 125048.doc 200838466 發送注入流體，直至匣盒3及内部空穴中之壓力増加。當 活塞單元移動直至與密封件及昆盒之邊緣相抵而扣合時， 加壓流體經由起動管道且沿會合線26填充空穴、匣盒及壓 力腔室。壓力腔室在空穴中及匣盒中的流體之加壓作用下 膨脹壓力腔室處之突出軸向表面略大於匣盒之傳遞表 面，其意謂由活塞單元施加於夾持表面上之夾緊力始終保 持高於施加於夾持區域處但在内部空穴側（介於匣盒之壁 與空穴之間）上的分離力。因此，在整個萃取過程中，所 建立的密封得以維持。 在萃取過程中，由於密封得以維持，施加於與凸起相抵 之膜上之壓力達到一定值（視匣盒而定，在約6巴與巴之 間的範圍内），其導致與凸起相抵之膜因達到膜材料之破 裂應力而破裂。膜因此以受控且局部化之方式破裂以在凸 起之角落處形成開口。在一些情況下，由於匣盒中之咖啡 床可能壓緊，匣盒中之壓力可能繼續略有増加。萃取物經 膜及凸起過濾。將萃取物收集於萃取支撐件之通道中，遠 至穿過支撐件之側及/或於支撐件之侧上所形成之洞（未作 特寫）。 圖7至圖9展示另一可能實施例，其中注入蘢4〇係由一活 塞單元41形成，該活塞單元41係轴向導引於一基座42中， 該活塞單元41完全形成内部空穴43。匣盒3與先前實施例 之系統部分相同。 注入龜4 0經安裝以使得其可在一^结構4 4中在一打開位置 (圖7)與一機械扣合位置（圖8)之間移動。因此注入籠在其 125048.doc •19- 200838466 移動中由形成於該結構之側上且補充籠導引構件（例如， =狀物/凹槽總成）之導引構件45固持及導引，因此允許其 糟由一扣合裝置46之致動而自一位置移動至另一位置。該 ^合裝置（例如）為閃鎖槓桿類型且係由一横桿或馬達（未作 1)致動。提供一 g盒支撐件47,且一旦注入籠4〇已經 扣合且匿盒之夹持區域16已經截留，則該昆盒將靜止與該 昆盒支撐件47相抵。

、^盒支樓件47包含—凸起結構48,其用於打開E盒之傳 遞面，且與先前實施例中之結構相同。 先如所述，移動活基單元4〗具有一螺線管夾持表面 49，螺線管夾持表面49對匣盒密封件17施加壓力。 如由圖8所示，活塞單元包含徑向凹槽5〇，其充當用於 流體通過及在活塞單元與基座之間建立壓力腔室％的起動 ^凹槽50自一形成於該活塞單元中之中心供應管道51 展延。中心官道51與-形成於基座42中之主要供應管道^ 連通’且自身由位於更上游之加壓流體供應構件(泵、埶 水器等）供應。 在基座與活塞單元之間亦提供諸如〇形環密封件之密封 件53以防止至外部之任何滲漏。為此，該活塞單元包含— 容納該0形環密封件之環狀凹槽。同樣地，該活塞單元之 行進受基座與單元之間的制動構件控制。此等制動構件 (例如）為在基座之狹槽55中延伸之栓釘54。此可能防止 塞單元與基座分開。 注入龍之活塞單元41為包含—閉合端的鐘狀，其中形成 125048.doc 200838466 刺穿該匣盒之注入面之構件62。 在圖8之操作狀態'下’注人籠由扣合構件46與£盒及萃 取支撐相抵而扣合。對E盒密封件17僅施加活塞單元之失 持表面49之機械壓力。 , 在® 9之操作狀態下’ Μ經流體加壓，且該活塞單元 經驅動而返回，其對匿盒密封件17施加額外夾緊力。 ^ 圖1G及圖11說明另一替代形式，其中壓力腔室由-不可 • I縮彈性推進構件57佔據。此構件在其縮進位置中(亦 即，在執行加壓前）佔據壓力腔室。該不可壓縮彈性推進 構件57包含一上面施加流體壓力且徑向展延之第一表面 5 8，及一松向展延以便將推力軸向施加於活塞單元41上之 第一推進表面59。推進表面58劃定穿過該單元以使流體通 入内部空穴之膨脹管道70的界限。在表面58之相反側上的 該單元之外表面部分由活塞單元之内表面阻塞。該單元因 此具有變形之趨勢，藉此施加軸向推力。 _ 諸如此類之不可壓縮彈性推進構件可為一可變形但相對 不可壓縮材料之組塊。由於該組塊係由諸如聚矽氧彈性體 之了變形材料製成且大體上佔據壓力腔室之全部體積，所 . 以其在管道70之大體上徑向之方向上（圖Η)經受自靜止位 -置（圖10)之變形推力。上面施加流體壓力的初始推進表面 之大小大體上等於彈性體組塊之内部環狀表面。自流體之 推力因此大體上為徑向的。由於諸如此類之組塊不可壓 縮，所以其外表面經壓縮而與活塞單元之内表面及端表面 相抵以便吸收與流體之徑向推力垂直之軸向推力且因此在 125048.doc -21 - 200838466 夹持區域16之方向上將該轴向推力施加於活塞單元上。活 塞單元41因此朝向夾持區域移動，從而施加使活塞單元“ 與密封件17相抵而扣合之力。 一般而言’本發明可適用於扣合萃取裝置以減小扣合力 之任何機械裝置。舉例而言，扣合力之減小使得馬達而非 手動操作扣合裝置（諸如，槓桿）的使用成為可能。因此描 述的由水壓構件提供之輔助使機械扣合所需要之力大大減 φ 小。可设想本申請案用於一使用具有或不具有密封件之匣 I之萃取系統。在未密封之匣盒之情況下，密封必須由形 成於注入籠上之密封件提供。 【圖式簡單說明】 圖1為根據本發明之萃取系統之剖面且透視圖，其描繪 處於一第一操作狀態下的系統，詳言之，處於匣盒插入萃 取裝置中之打開模式下的系統； 圖2為處於根據圖丨之狀態下的系統之部分透視圖； # 圖3為類似於圖2但處於一第二操作狀態下之視圖，特定 言之’處於扣合模式下且在系統經加壓前的視圖； 圖4為處於根據圖3之扣合狀態下的系統之詳細剖視圖； 圖5為處於一第三操作狀態下的萃取系統之剖面且透視 - 圖，詳言之，當該系統處於壓力下時萃取系統之剖面且透 視圖； 圖6為在萃取壓力下的系統之詳細透視圖（無匣盒膜）； 圖7為根據一第二實施例之萃取系統之截面側視圖，其 描繪處於打開且將一匣盒插入萃取裝置内的模式下之本發 125048.doc -22- 200838466 明； 圖8為在機械扣合後但在系統經加壓前的系統之詳細剖 視圖； 圖9為當系統加壓時的系統之詳細剖視圖； 圖10為在機械扣合後但在系統經加壓前的一第三實施例 之洋細剖視圖；

圖11為當系統一旦已經加壓時，根據圖10之實施例之詳 細剖視圖。 【主要元件符號說明】 萃取系統 萃取裝置 S盒 4 注入籠 匣盒支撐件

6A 6B 9 10 11 12 13 可移動上部結構 固定下部結構 聯接軸 主要流體供應管道/管道/供應管道/流體注入 構件 刺穿元件/流體注入構件/開啟元件. 内部空穴/内部萃取空穴/空穴/萃取空穴 夾持表面/表面 凸起/刺穿元件 〆主入壁/壁14主體 125048.doc -23- 200838466 15 傳遞壁/壁/膜 16 夹持區域 17 密封件/密封構件 18 捲曲接缝 19 基座 20 活塞單元/扣合活塞單元 21 側向邊緣 22 凹槽 23 壓力腔室 24 密封構件 25 起動通道/通道 26 會合線 27 用於收集及傳遞液體萃取物之構件 28 機械扣合裝置/扣合裝置 29 手動槓桿/槓桿 30 自由端 31 凹槽 32 内部邊緣 33 外部邊緣 40 注入籠 41 活塞單元/扣合活塞單元/移動活塞單元 42 基座 43 内部空穴/内部萃取空穴/空穴 44 結構 125048.doc -24- 200838466

45 導引構件 46 扣合裝置/扣合構件 47 匣盒支撐件 48 凸起結構/匣盒支撐件 49 夾持表面 50 凹槽 51 中心供應管道/中心管道/流體注入構件 52 主要供應管道/流體注入構件 53 密封件 54 栓釘 55 狹槽 56 壓力腔室 57 不可壓縮彈性推進構件/彈性推進構件 58 第一表面/推進表面/表面 59 弟一推進表面 60 萃取表面/穿孔構件 61 通道 62 刺牙ϋ盒之注入面之構件/流體注入構件/開 啟元件 70 管道/膨脹管道/流體注入構件 A 角度 B 角度 I 軸線 125048.doc -25-

Claims (1)

1. 200838466 十、申請專利範圍： 1 · 一種用於使用在壓力下注入一匣盒内之流體自該E盒準 備飲料之萃取系統（1)，且該萃取系統包含： -一匣盒（3)，其包含： 一飲料傳遞壁（15) ’其可在該匣盒内之該流體之壓力 作用下經穿孔， • 一壁（13)，其係用於將該流體注入該匣盒内， 一夾持區域（16); ® -一萃取裝置（2)，其用以容納該匣盒，且其包含： 一注入籠（4、40)，其包含流體注入構件（8、9、51、 52 、 62 、 70)，及 一匿盒支撐件（5、48)，其包含用於在該匣盒中之該流 體之壓力作用下使該g盒之該傳遞壁（15)穿孔之穿孔構 件（12、60); 該注入籠（4、40)及該匣盒支撐件（5、48)經配置以由 φ 一在注入前將其扣合於該匣盒周圍之扣合裝置（28、46) 彼此相對移動，且將該匣盒截留於該夾持區域中， 該萃取裝置（2)之特徵在於： • 該注入籠（5、48)包含一基座（19、42)及一扣合活塞單 元（2〇、41 )，該扣合活塞單元（20、41)經安裝以使得其 了相對於該基座軸向移動； 在該流體對該匣盒之該夾持區域（16)之壓力作用下， 該扣合活塞單元（20、41)可相對於該基座（i9、42)移 動，以便產生防止當該系統經加壓時該注入籠及該匣盒 125048.doc 200838466 支撐件相對於彼此打開之夾緊力。 2·如請求項1之萃取系統，其特徵在於該匣盒包含一附屬 於該E盒或附著至該匣盒且施加有該活塞單元（2()、41) 之該等夾緊力之密封構件（17)。 3·如請求項2之萃取系統，其特徵在於該匣盒密封構件（17) 係由可變形材料製成。 如喷求項3之萃取系統，其特徵在於該匣盒密封構件（} 7) 為一厚度為0.8 mm或更小之密封件。 如咕求項4之萃取系統，其特徵在於該匣盒密封構件（J 7) 為厚度在約0·2 mm與0.6 mm之間的範圍内之密封件。 如确述明求項中任一項之萃取系統，其特徵在於該活塞 單70包含一寬度為1 mm或更小之失持表面（11)。如吻求項1之萃取系統，其特徵在於該注入籠（4、48)包 含一具有經設計以至少部分容納該昆盒之形狀之内部萃 取空穴（10、4W。 求項7之萃取系統，其特徵在於該空穴（1〇、43)包含 至少一個流體供應管道（8、51)及可能至少一個開啟元件 4. 5_ 6. 7. 8. 9. 10 11 ，項7之萃取系統，其特徵在於該 力腔室（23、56) 求項9之萃取系、统，其特徵在於該壓力腔室（η、⑹ 糸至少部分由-彈性推進構件佔據。 Γ二未項10之萃取系統’其特徵在於該壓力腔室(23、 止時係完全由-彈性推進構件（57)佔 125048.doc • 2 · 200838466 12·如請求項9之萃取系統，其特徵在於該壓力腔室（23)形成 該萃取空穴（10)之一展延部分。 13·如請求項12之萃取系統，其特徵在於該壓力腔室（23)形 成該萃取空穴（10)之一環狀展延部分。 14·如請求項12之萃取系統’其特徵在於該壓力腔室（23)經 由至少一個開口或通道或起動通道（25)與該萃取空穴 (10)連通。 15 ·如请求項14之萃取系統，其特徵在於該流體係由徑向定 位於該萃取空穴（1〇)與該壓力腔室（23)之間的複數個開 口或通道或起動通道（25)供應至該壓力腔室。 16·如明求項9之萃取系統’其特徵在於該壓力腔室（5$、58) 在該萃取空穴（43)之上游展延。 17·如喷求項9之萃取系統，其特徵在於該不可壓縮彈性推 進構件為一劃定一管道（7〇)之界限的彈性體組塊或聚矽 氧組塊。 18. 如請求項17之萃取系統，其特徵在於該不可壓縮彈性推 進構件（57)係處於該壓力腔室中，且包含··一第一表面 (58)，其上施加有該流體壓力，其相對於該管道（7〇)徑 向展延，及一第二推進表面（59)，其橫向展延以便將軸 向推力施加於該活塞單元（41)上。 19. 如明求項1之萃取系統，其特徵在於該活塞單元之該爽 持表面（11)形成用於擠壓該匣盒之該夾持區域之不連 壓力表面部分。 ' ' 如明求項1 8之萃取系、統，其特徵在於該活塞單元包含_ 125048.doc 200838466 夾持表面(11)，該夾持表面⑼包含徑向展延且分離該 等不連續夾持部分之開放凹槽（31)。 " 21. —種用以容納一匣盒之萃取裝置，且其包含： 一注入籠（4、40)，其包含流體注入構件（8、9、5 1、 52 、 62 、 70) ’ 及 一匣盒支撐件（5、48); 該注入籠（4、40)及該匣盒支撐件（5、48)經配置以在 φ /主入刖由一扣合裝置（28、46)扣合於該匣盒周圍之模式 下彼此相對移動，且將該匣盒截留於一夾持區域中， 該萃取裝置（2)之特徵在於： 該/主入籠（5、48)包含一基座（19、42)及一扣合活塞 單元（20、41)，該扣合活塞單元經安裝以使得其可相 對於該基座軸向移動； 藉由該E盒之該夾持區域中的該流體所施加之壓 力，該扣合活塞單元（2〇、41)能夠相對於該基座（丨9、 φ 42)移動’以便產生抵抗加壓期間該注入籠及該萃取支 撐件相對於彼此打開之夾緊力。 22·如請求項21之裝置，其特徵在於該注入籠包含一壓力腔 ▲ 室（23、56)。 ， 23 ·如請求項22之裝置，其特徵在於該壓力腔室係至少部分 由一不可壓縮彈性推進構件（57)佔據。 24·如請求項22之裝置，其特徵在於該活塞單元包含一寬度 小於1 mm之爽持表面（11)及徑向凹槽（31)。 125048.doc