КОФЕВАРКА ДЛЯ ВАРКИ КОФЕЙНОГО ПОРОШКА, УПАКОВАННОГО В КАРТРИДЖ

Настоящее изобретение относится к оборудованию для пищевой промышленности, а более конкретно к кофеварке для варки кофейного порошка, предварительно упакованного в контейнер, имеющей средства перфорации для образования по меньшей мере одного отверстия в контейнере.

Для варки кофейного порошка, предварительно помещенного в контейнер, до настоящего времени, главным образом использовали полуавтоматические кофеварки, в которых контейнер должен был вводиться в решетчатый держатель, с колпачком, обращенным вниз, при этом решетчатый держатель затем должен вручную прикрепляться к кофеварке. Кофеварка содержит варочный штыревой элемент, имеющий радиальные выходные отверстия для воды для варки, расположенный в области участка крепления держателя упаковок. При прикреплении решетчатого держателя к кофеварке варочный штыревой элемент проходит сквозь дно контейнера. Сам решетчатый держатель имеет на своем дне несколько выступов. Как только вода для варки подается к решетчатому держателю, в результате чего контейнер упирается в эти выступы под действием гидравлического избыточного давления, эти выступы проходят сквозь колпачок картриджа и пробивают отверстия в нем. При последующей операции варки вода для варки подается в контейнер посредством варочного штыревого элемента, таким образом протекая через кофейный порошок, содержащийся в нем, и выходя изнутри картриджа через отверстия в колпачке. Свежесваренный кофейный напиток может выдаваться через выходные отверстия, расположенные на нижней стороне решетчатого держателя. Такая кофеварка раскрыта, например, в Европатенте ЕР 0891734.

Практика показала, что поперечное сечение варочного штыревого элемента, которое связано с водой для варки для подлежащего подаче из варочного штыревого элемента, относительно быстро уменьшается и полностью блокируется соответственно под воздействием загрязнения. Причинами этого являются, например, кофейный жир, частицы кофе, а также осадок в воде для варки. Однако с увеличением загрязнения варочного штыревого элемента снижается качество сваренного кофейного напитка. С точки зрения гидравлики дополнительная проблема, присущая таким варочным штыревым элементам, состоит в том, что возникает так называемое мертвое пространство внутри контейнера, в которых частицы кофейного порошка не подвергаются воздействию потока воды для варки или подвергаются, но недостаточно.

Дополнительный недостаток вышеупомянутого варочного штыревого элемента заключается в том, что он оставляет относительно большой прокол в контейнере, через который сваренный кофейный порошок может выходить, как только варочный штыревой элемент вытянут, загрязняя таким образом кофеварку. Эта проблема является особенно острой, если контейнер вводят в кофеварочную машину так, что задний участок контейнера, подлежащий перфорации, проходит вертикально вниз с тем результатом, что сваренный кофейный порошок может выпадать из контейнера под воздействием силы тяжести, как только варочный штыревой элемент вытянут. Более того, при операции варки и под действием избыточного давления внутри контейнера кофейный порошок выходит из контейнера через зазор вокруг варочного штыря.

Европатент ЕР 0521187 раскрывает устройство для экстрагирования закрытого контейнера. Это устройство снабжено элементом с извлекающей головкой, содержащим решетчатый элемент для распределения воды для варки. Нижняя сторона этого решетчатого элемента снабжена выступами, предназначенными для перфорирования колпачка контейнера, подлежащего извлечению. Воду для варки подают сверху через колпачок картриджа. Последний сгибается под воздействием давления воды для варки так, что образуется кольцевой зазор между конкретным выступом и образованным им отверстием. Через этот зазор вода для варки может проникать в контейнер. Сваренный кофейный напиток протекает вниз через вышеупомянутый выходной решетчатый элемент. Однако не совсем понятно, как сваренный кофейный напиток может выходить из контейнера, поскольку выступы проходят через образованные ими отверстия, оставляя лишь некоторый промежуток между конкретным выступом и образованным им отверстием.

Таким образом, техническая задача настоящего изобретения состоит в таком усовершенствовании кофеварки для варки кофейного порошка, предварительно помещенного в контейнер, чтобы она имела более простую конструкцию.

Другая техническая задача изобретения состоит в таком усовершенствовании кофеварки для варки кофейного порошка, предварительно помещенного в контейнер, чтобы она была менее восприимчива к загрязнению.

Еще одна техническая задача изобретения состоит в таком усовершенствовании кофеварки для варки кофейного порошка, предварительно помещенного в контейнер, чтобы она могла работать, в общем, более надежно.

Техническим результатом настоящего изобретения заключается в создании кофеварки, имеющей простую конструкцию и низкую стоимость и позволяющей снизить ее загрязнение благодаря небольшим отверстиям, предотвратить потери кофейного порошка, исключить мертвое пространство внутри контейнера с кофейным порошком, гомогенизировать поток воды для варки через кофейный порошок и осуществить гомогенную варку, избежать блокировки отверстий для подачи воды для варки и исключить необходимость их очистки, понизить чувствительность к расширению варочной камеры и смещению контейнера, вызываемому соответственно избыточным гидравлическим давлением в варочной камере, а также образовать хорошие входные отверстия для воды для варки.

Данные технические результаты достигнуты за счет того, что в кофеварке для варки кофейного порошка, упакованного в контейнер (картридж), содержащей средства перфорации для образования по меньшей мере одного отверстия в контейнере и средство для подачи воды для варки под избыточным давлением, согласно изобретению средства перфорации выполнены с возможностью перфорирования дна контейнера и имеют такую форму и установлены таким образом, что соответствующие средства перфорации не полностью заполняют образованные перфорированные отверстия для подачи воды для варки под избыточным давлением снаружи через свободную часть перфорированного отверстия, при этом средства перфорации выбирают из группы, состоящей из наклонного ножа, рамы с центральным вырезом, средства трапецеидальной формы с наклонным режущим краем, направленным в сторону дна контейнера, двух треугольных зубьев на общем основании, двойного конуса и тому подобного.

Предпочтительно кофеварка имеет камеру для размещения контейнера и по меньшей мере одно средство перфорации выполнено с возможностью выступания или введения в камеру, при этом кофеварка дополнительно снабжена средством для перфорации переднего участка контейнера и средством гидравлического уплотнения переднего участка контейнера относительно его заднего участка.

Предпочтительно камера имеет внутреннюю форму, по существу соответствующую наружной форме контейнера.

Предпочтительно кофеварка дополнительно содержит фиксируемый вручную порционный держатель, который снабжен множеством выступов для перфорации переднего участка контейнера, при этом средства перфорации установлены на кофеварке в области средства крепления порционного держателя таким образом, что при фиксации порционного держателя перфорируется задняя часть контейнера.

Предпочтительно кофеварка дополнительно содержит закрывающий элемент для закрывания камеры и гидравлического уплотнения переднего участка контейнера относительно заднего его участка, причем средства перфорации расположены в области дна камеры, и имеются приводные средства для перемещения частей камеры, ограничивающих камеру, и/или закрывающий элемент, и/или средства перфорации.

Предпочтительно части камеры, ограничивающие камеру и/или закрывающий элемент, установлены с возможностью аксиального перемещения, причем контейнер выполнен аксиально перемещаемым относительно средств перфорации при закрывании камеры так, что средства перфорации проникают в контейнер.

Предпочтительно кофеварка дополнительно снабжена корпусом варочной камеры, состоящим из двух ограничивающих камеру частей, при этом верхняя часть камеры выполнена с возможностью вертикальной поддержки контейнера и предварительно подпружинена так, что при закрывании камеры является аксиально перемещаемой против усилия пружины относительно нижней части камеры.

Далее будет дополнительно описан вариант выполнения устройства согласно изобретению со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых
фиг.1 - схематичный вид варочного устройства, а также контейнера в исходном состоянии;
фиг.2 - вид варочного устройства в процессе закрывания камеры;
фиг.3 - вид варочного устройства в положении варки;
фиг.4a и 4b - увеличенные виды пробивающего элемента;
фиг. 5a, 5b, 5c - альтернативные варианты выполнения перфорирующих средств.

Фиг. 1 схематично показывает варочное устройство, которое в настоящем примере является частью полностью автоматической кофеварки для варки кофейного порошка, предварительно помещенного в контейнер 10. Варочное устройство содержит корпус 1 варочной камеры, в котором помещены две части 2, 3 камеры, ограничивающие действительную варочную камеру 14. Верхняя часть 3 варочной камеры 14 является аксиально перемещаемой относительно нижней части 2 варочной камеры 14, при этом верхняя часть 3 смещается пружиной 4, прижимающей верхнюю часть 3 камеры в положение, показанное на фиг.1, к стопорному элементу. Для закрывания варочной камеры 14 сначала корпус 1 варочной камеры шарнирно поворачивается и затем поднимается против поршневого элемента, который не показан на фиг.1. Приводное средство, нужное для перемещения корпуса 1 варочной камеры, не показано. Верхняя сторона верхней части 3 камеры имеет кольцевой уплотняющий элемент 6, на котором устанавливается край 12 контейнера 10, содержащего кофейный порошок, подлежащий варке. Подача контейнера 10 в варочную камеру 14 осуществляется средством, которое также не показано. На дне варочной камеры 14 расположены три перфорирующих средства 8, выполненных в форме наклонных ножей, которые предназначены для перфорирования задней стороны контейнера 10. Однако на этом виде в сечении видны только два из трех перфорирующих средств 8.

На фиг.2 варочный узел показан в положении варки. Для этой цели, корпус 1 варочной камеры шарнирно повернут и поднят относительно поршневого элемента 15, показанного на этом чертеже, передняя сторона которого имеет множество выступов 16, а также кольцевой уплотняющий элемент 18. При поднятии корпуса 1 варочной камеры поршневой элемент 15 входит в корпус 1 варочной камеры и упирается в верхнюю часть 3 варочной камеры, так что последняя прижимается вниз вместе с контейнером 10, преодолевая усилия пружины 4. Таким образом, перфорирующие средства 8 проникают в контейнер с нижней стороны и образуют в последнем щели S. Вследствие того что ножеобразные перфорирующие средства 8 являются наклонными, в дне контейнера 10 образуются удлиненные щели S, длина которых превышает длину соответствующего перфорирующего средства 8. В верхнем конечном положении корпуса 1 варочной камеры нижняя сторона верхней части 3 варочной камеры упирается в верхнюю сторону нижней части 2 варочной камеры. Для подачи воды для варки имеется канал 9, который открывается по центру в дно варочной камеры 14.

В верхнем конечном положении корпуса 1 варочной камеры уплотняющий элемент 18 поршневого элемента 15 герметично взаимодействует с концевым участком 12 контейнера 10, и одновременно уплотняющий элемент 6 верхней части 3 варочной камеры герметично взаимодействует с нижней стороной концевого участка 12 контейнера, так что передний участок контейнера гидравлически уплотняется относительно заднего участка контейнера. Как видно на фиг. 2, внутренняя сторона варочной камеры 14 соответствует форме контейнера 10, так что не существует значительного зазора между наружной стороной контейнера и внутренней стороной варочной камеры.

Как только в контейнере пробиты отверстия на его задней стороне и как только передний участок контейнера уплотнен относительно заднего участка контейнера, вода для варки может подаваться через канал 9. Эта вода для варки создает гидравлическое избыточное давление в варочной камере 14, которая проталкивает контейнер вверх к выступам 16 поршневого элемента 15, так что выступы 16 поршневого элемента 15 проникают в колпачок 11 контейнера 10 и перфорируют его. Теперь вода для варки может протекать внутрь контейнера 10 через щели S, образованные перфорирующими элементами 8. Вследствие того что вода входит в контейнер 10 снаружи, а не подается через варочный штыревой элемент изнутри, как обычно происходило до настоящего времени, можно гарантировать, что кофейный порошок, загрязняющий кофеварку, не проникнет из контейнера 10 в процессе варки. Сваренный кофейный напиток может выходить через колпачок 11 контейнера 10 и протекать через каналы 17, выполненные в поршневом элементе 15, в выходной канал 20, от которого он протекает к непоказанному выходному отверстию для кофейного напитка.

После варки порции кофейного порошка корпус 1 варочной камеры снова перемещается вниз и шарнирно поворачивается в исходное положение. Теперь контейнер 10, содержащий извлекаемый кофейный порошок, выталкивается из корпуса 1 варочной камеры (фиг.3) с помощью непоказанного средства и подается к накопительному контейнеру. Также при удалении контейнера 10 предпочтительно его задняя сторона не имеет одного или нескольких отверстий, имеющих большое поперечное сечение, через которое кофейный осадок может выпадать при выталкивании картриджа или через которые остаточная вода, содержащая кофейный осадок, может выходить из контейнера.

На фиг.4а и 4b показано перфорирующее средство 8 в увеличенном масштабе, при этом фиг.4а показывает перфорирующее средство 8 вместе с задним участком 10а контейнера перед операцией варки, а фиг.4b - в процессе варки. Под воздействием избыточного гидравлического давления в варочной камере в процессе варки части варочной камеры сжимаются отдельно друг от друга, создавая относительное перемещение между контейнером и перфорирующими элементами величиной до 1 мм. Благодаря наклонной конфигурации перфорирующих элементов 8, однако, это не влияет на входное поперечное сечение щели S, доступной для воды для варки. Тогда как вода для варки может протекать в контейнер в случае, показанном на фиг.4а, преимущественно через тот участок щели S, который находится на передней стороне перфорирующего элемента, в случае, показанном на фиг.4b, вода для варки может протекать в контейнер преимущественно через тот участок щели S, который находится на задней стороне перфорирующего элемента.

Посредством перфорации дна контейнера 10 в трех местах, распределенных по окружности, избегают большой протяженности гидравлического мертвого пространства внутри контейнера 10, и кофейный порошок, находящийся в контейнере, гомогенно подвергается воздействию воды для варки.

На фиг. 5а показан альтернативный вариант выполнения перфорирующих средств 21а, 21b, 21с, которые расположены на кольцевом основном элементе 20. И в этом случае перфорирующие средства 21а, 21b и 21с равномерно распределены по окружности. Каждое перфорирующее средство, например, перфорирующее средство 21b, содержит рамочный элемент 22, имеющий трапецеидальную форму с наклонным, верхним режущим краем 25. Как показано на виде левого перфорирующего средства 21а, режущий край 25 образует верхний конец также наклонной режущей поверхности 27. На верху конкретного перфорирующего средства 21b расположена треугольная перфорирующая поверхность 26. Рамочный элемент 22, образующий конкретное перфорирующее средство 21b, имеет расположенное по центру отверстие 23. Как только перфорирующие средства 21а, 21b и 21с пробили отверстия в контейнере, вода для варки может подаваться внутрь контейнера через отверстия 23.

Понятно, что показанное варочное устройство является только примером и не должно рассматриваться как окончательный вариант. Например, вместо установки перфорирующих элементов, фиксированно размещенных на дне варочной камеры, можно создать перфорирующие средства, которые перемещаются в варочную камеру посредством приводного средства для перфорации контейнера и втягиваются после его перфорации назад в положение покоя. Другой вариант выполнения можно увидеть в конструкции, в которой перфорирующие элементы направляются и перемещаются таким образом, что образуют при перфорации контейнера отверстие, размер которого превышает сами перфорирующие средства. Кроме того, количество, расположение и конструкция перфорирующих элементов может изменяться в широком диапазоне. Например, также можно использовать перфорирующие элементы, имеющие форму двух треугольных зубьев на общем основании или форму двойного конуса - плоского (фиг.5b) или объемного (фиг. 5c).