PL204651B1

PL204651B1 - Nabój do przygotowywania napoju i sposób wytwarzania napoju z naboju

Info

Publication number: PL204651B1
Application number: PL377938A
Authority: PL
Inventors: Andrew Halliday; Steven Carter; Jan Anders Haegermarck
Original assignee: Kraft Foods R&D
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2004-01-23
Publication date: 2010-01-29
Also published as: DE602004001053D1; JP5329168B2; KR101073778B1; TW200420257A; EP1440913B1; MXPA05007863A; ES2267000T3; RU2337046C2; JP4227169B2; EP1440913A1; AU2004205386A1; WO2004065257A1; TWI278298B; AR042912A1; PL377938A1; GB2397500B; DK1440913T3; LT2005074A; NO20053939L; CN1761604B

Description

Opis wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy naboju do przygotowywania napoju i sposobu wytwarzania napoju z naboju, a w szczególności, stosowania szczelnych nabojów, które są ukształtowane z materiałów zasadniczo nieprzepuszczalnych dla wody i które zawierają co najmniej jeden składnik do przygotowywania napojów.

Wcześniej proponowano uszczelnianie składników do przygotowywania napojów w poszczególnych opakowaniach nieprzepuszczalnych dla powietrza. Na przykład, znane są naboje lub kapsuły zawierające sprasowaną kawę mieloną do użycia w szczególnych maszynach do wytwarzania kawy, które są ogólnie nazywane „ekspresami. Przy wytwarzaniu kawy przy użyciu tych maszyn nabój z kawą jest umieszczany w komorze zaparzają cej i przez ten nabój przeprowadza się gorą c ą wodę pod stosunkowo wysokim ciśnieniem, wskutek czego wydobywa się ze zmielonej kawy aromatyczne składniki kawy w celu wytworzenia napoju. Zwykle, takie maszyny działają pod ciśnieniem większym niż 6 x 10⁵ Pa. Maszyny opisanego typu są obecnie stosunkowo drogie, ponieważ części składowe tej maszyny, takie jak pompy wodne i uszczelki, muszą być w stanie wytrzymać wysokie ciśnienia.

W WO01/58786 opisano nabój do przygotowywania napojów, który dział a pod ciś nieniem ogólnie w zakresie 0,7 do 2,0 x 10⁵ Pa. Jednak, ten nabój jest przeznaczony do zastosowania w maszynie do przygotowywania napoju na rynek komercyjny lub przemysłowy. Stąd, nadal istnieje zapotrzebowanie na nabój do przygotowywania napojów, który to nabój i maszyna do przygotowywania napojów byłyby odpowiednie, w szczególności, na rynek domowy ze względu na koszt, wydajność i niezawodność.

W typowych znanych nabojach do napoju wlot i wylot naboju są ukształtowane po przeciwnych stronach naboju. Ma to tę wadę, że maszyna do przygotowywania napoju, stosowana do wydzielania napoju z naboju, zwykle wymaga skomplikowanej konstrukcji mechanicznej służącej do przemieszczania elementów przekłuwających wlotowego i wylotowego do styku z nabojem z przeciwnych kierunków. Ponadto, elementy przekłuwające wlotowy i wylotowy mogą także utrudniać dostęp do wkładania i wyjmowania naboju do napoju z maszyny do przygotowywania napoju. W WO01/60220 jest przedstawiony nabój do napoju, w którym wlot i wylot są ukształtowane po tej samej stronie naboju. Jednak ten nabój może być narażony na zablokowanie elementów przekłuwających wlotowych, ponieważ stykają się one bezpośrednio ze składnikami napoju.

Według wynalazku, nabój do przygotowywania napoju, zawierający co najmniej jeden składnik napoju, ukształtowany z zasadniczo nieprzepuszczalnych dla powietrza i wody materiałów, który to nabój ma komorę magazynową zawierającą co najmniej jeden składnik napoju i komorę rozprowadzającą, a ponadto nabój ma otwór do wprowadzania do komory magazynującej co najmniej jednego składnika, i który jest usytuowaną nad komorą rozprowadzającą i drugą część usytuowaną nad komorą magazynową, charakteryzuje się tym, że komora rozprowadzająca rozciąga się zasadniczo ciągle wokół obwodu komory magazynowej, a pierwsza część przykrycia laminatowego jest z materiału podatnego na przekłuwanie podczas użycia dla doprowadzania dopływu środka wodnego do komory rozprowadzającej i pozostała część przykrycia laminatowego jest z materiału podatnego na przekłuwanie podczas użycia dla wydzielania wypływu napoju utworzonego wskutek działania na siebie środka wodnego i co najmniej jednego składnika napoju w komorze magazynowej.

Korzystnie, przykrycie laminatowe ma trzecią część, nad którą jest usytuowana komora wyładowcza, i trzecia część przykrycia laminatowego jest z materiału podatnego na przekłuwanie podczas użycia dla wydzielania napoju utworzonego wskutek działania na siebie środka wodnego i co najmniej jednego składnika napoju w komorze magazynowej.

Komorę wyładowczą może stanowić rynna spustowa.

Komora rozprowadzająca i komora magazynowa mogą być oddzielone cylindryczną ścianką zawierającą co najmniej jedną szczelinę. Szczeliny, korzystnie, mają wielkość zapobiegającą przechodzeniu tego co najmniej jednego składnika z komory magazynowej do komory rozprowadzającej. Szczeliny mogą być usytuowane wzdłuż zasadniczo całej powierzchni granicznej pomiędzy komorą rozprowadzającą i komorą magazynową. Szczeliny mogą mieć szerokość od 0,25 do 0,35 mm, a także mogą mieć długość od 1,4 do 1,8 mm. W cylindrycznej ściance może być ukształtowanych od 20 do 40 szczelin.

W korzystnym wariancie wynalazku, komora rozprowadzają ca ma część wlotową, do której jest doprowadzany środek wodny, przy czym część wlotowa jest połączona z pozostałą częścią komory rozprowadzającej przez co najmniej jedną szczelinę. Część wlotowa może być okrągła.

PL 204 651 B1

Komora magazynowa i komora wyładowcza mogą być przedzielone za pomocą członu wewnętrznego.

Człon wewnętrzny korzystnie zawiera co najmniej jeden otwór.

Człon wewnętrzny może zawierać filtr zapobiegający przejściu co najmniej jednego składnika napoju z komory magazynowej do komory wyładowczej przy przechodzeniu przez nie napoju.

Przykrycie laminatowe korzystnie jest dołączone do członu zewnętrznego i członu wewnętrznego. Przykrycie laminatowe może być dołączone do członu zewnętrznego wokół obrzeża naboju i przykrycie laminatowe może być dołączona do członu wewnętrznego w pobliżu środka naboju.

Przykrycie laminatowe korzystnie jest dołączone do cylindrycznego leja członu wewnętrznego.

Człon zewnętrzny korzystnie ma większą sztywność niż przykrycie laminatowe.

Korzystnie pierwsza część przykrycia laminatowego do przekłuwania dla doprowadzania dopływu środka wodnego jest usytuowana na zewnątrz względem części przykrycia laminatowego do przekłuwania dla wydzielania wypływu napoju utworzonego wskutek działania na siebie środka wodnego i co najmniej jednego składnika napoju.

Komora magazynowa ma ukształtowany tor przepływu środka wodnego prowadzący od wlotu środka wodnego w kierunku do góry.

Przykrycie laminatowe jest połączone z rynną wyładowczą członu wewnętrznego.

W innej odmianie wynalazku, nabój do przygotowywania napoju, zawierają cy co najmniej jeden składnik napoju, ukształtowany z zasadniczo nieprzepuszczalnych dla powietrza i wody materiałów, i mający komorę magazynową, zawierającą co najmniej jeden składnik napoju, a także mający przykrycie laminatowe, charakteryzuje się tym, że przykrycie laminatowe jest z materiału podatnego na przekłuwanie podczas użycia w położeniu poziomym naboju dla wykonania wlotu środka wodnego i wylotu napoju wskutek dział ania na siebie ś rodka wodnego i co najmniej jednego skł adnika napoju, przy czym wlot środka wodnego jest połączony z komorą rozprowadzającą, a wylot napoju jest połączony ze środkową komorą wyładowczą, i komora magazynowa zawierająca co najmniej jeden składnik napoju jest oddzielona od komory rozprowadzającej i komory wyładowczej.

Korzystnie, wlot środka wodnego jest usytuowany w pierwszej komorze, a odpływ napoju jest usytuowany w drugiej komorze. Pierwsza komora może być komorą rozprowadzającą. Druga komora może być komorą wyładowczą.

Komora magazynowa zawierająca co najmniej jeden składnik napoju korzystnie jest oddzielona od komory rozprowadzającej i komory wyładowczej.

Według wynalazku, sposób wytwarzania napoju z naboju przedstawionego powyżej, charakteryzuje się tym, że przemieszcza się nabój względem co najmniej jednego nieruchomego elementu przekłuwającego tworząc wlot i wylot naboju.

Należy rozumieć, że termin „nabój jak użyto w niniejszym oznacza opakowanie, pojemnik, saszetkę lub zbiornik odbierający, który zawiera co najmniej jeden składnik napoju, jak jest to opisane. Nabój może być sztywny, półsztywny lub giętki.

Nabój według niniejszego wynalazku może zawierać co najmniej jeden składnik napoju odpowiedni do tworzenia produktu napoju. Ciekły produkt napoju może być, na przykład, jedną z kaw, herbatą, czekoladą lub napojem mlecznym, włącznie z mlekiem. Składniki napoju mogą być nierozpuszczalne lub rozpuszczalne. Przykłady obejmują paloną i mieloną kawę, liściastą herbatę, sproszkowaną czekoladę i zupę, ciekłe składniki napoju na bazie mleka i skoncentrowane soki owocowe.

Nabój do przygotowywania napoju według niniejszego wynalazku jest korzystny, ponieważ wlot ciekłego środka i wylot napoju z naboju jest od tej samej strony, to jest przez przykrycie laminatowe. To zapewnia prostszą konstrukcję elementów przekłuwających wlotowych i wylotowych maszyny do przygotowywania napojów, która jest używana z nabojem, ponieważ oba elementy przekłuwające mogą być usytuowane we wspólnej płaszczyźnie. Ponadto, całkowita wysokość maszyny do przygotowywania napoju może być zmniejszona, ponieważ nie jest konieczne umieszczanie środków przekłuwających i związanych z nimi przewodów rurowych zarówno na górze, jak i na dole naboju. Dostęp do umieszczania i wyjmowania naboju z maszyny do przygotowywania napoju jest także polepszony, ponieważ mniej części składowych potrzeba do umieszczenia naboju. Także korzystnie, nabój według niniejszego wynalazku, zawiera komorę rozprowadzającą, do której jest wprowadzany podczas użycia środek wodny, taki jak woda. Komora rozprowadzająca jest oddzielona od komory magazynowej, która zawiera składniki napoju. Unika się zanieczyszczenia elementów przekłuwających wlotowychmaszyny do przygotowywania napoju, ponieważ element przekłuwający wlotowy bezpośrednio nie styka się ze składnikami napoju. Ponadto, komora rozprowadzająca polepsza cyrkulację wody

PL 204 651 B1 w naboju i polepsza równomierność przepływu wody do i przez komorę magazynową. To prowadzi do zwiększonej stałości wydajności nabojów do napojów.

Ponieważ składniki napoju nie mogą przechodzić przez szczeliny, komora rozprowadzająca jest pozbawiona składników napoju.

Korzystnie, poziome usytuowanie naboju podczas stosowania zapewnia optymalny przepływ środka wodnego przez nabój. Przy pionowym zorientowaniu naboju woda lub inny środek wodny przepływa szybko pod wpływem siły ciężkości i może omijać część składników napoju. Przy poziomym zorientowaniu naboju, eliminuje się ten problem, zwłaszcza poprzez zastosowanie przepływu do góry pomiędzy wlotem i wylotem.

Sposób według niniejszego wynalazku jest korzystny, ponieważ może być zastosowany uproszczony mechanizm przekłuwania, który nie musi być łączony przegubowo lub przemieszczany w inny sposób. Ponadto, ponieważ elementy przekłuwające są nieruchome, można osiągnąć bardziej dokładne ustawienie w linii naboju i elementów przekłuwających, co powoduje lepsze działanie i mniejsze rozchlapywanie ś rodka wodnego, zwłaszcza na wylocie.

W następującym opisie terminy „górny i „dolny i ich odpowiedniki będą stosowane do opisania wzajemnego usytuowania cech wynalazku. Terminy „górny i „dolny i ich odpowiedniki powinny być rozumiane jako odnoszące się do naboju (lub innych części składowych) w jego normalnej orientacji do umieszczenia w maszynie do przygotowywania napoju i następującego zawieszenia. W szczególności, „górny i „dolny odnosi się odpowiednio do wzajemnych położeń bliżej lub dalej od górnej powierzchni naboju. Ponadto, terminy „wewnętrzny i „zewnętrzny i ich odpowiedniki będą stosowane do opisywania wzajemnego usytuowania cech wynalazku. Terminy „wewnętrzny i „zewnętrzny i ich odpowiedniki powinny być rozumiane jako odnoszą ce się do względnych poł ożeń w naboju (lub innych częściach składowych) znajdujących się odpowiednio bliżej lub dalej od środka lub głównej osi X naboju 1 (lub innej części składowej).

Przedmiot wynalazku zostanie opisany w przykładach wykonania w odniesieniu do załączonych rysunków, na których fig. 1 jest przekrojem poprzecznym zewnętrznego członu przykładów wykonania naboju pierwszego i drugiego, fig. 2 jest przekrojem poprzecznym szczegółu zewnętrznego członu z fig. 1 ukazują cym skierowane do wewną trz cylindryczne przedł u ż enie; fig. 3 jest przekrojem poprzecznym szczegółu zewnętrznego członu z fig. 1 ukazującym szczelinę; fig. 4 jest widokiem perspektywicznym z góry zewnętrznego członu z fig. 1; fig. 5 jest widokiem perspektywicznym z góry zewnętrznego członu z fig. 1 w odwróconym usytuowaniu; fig. 6 jest rzutem z góry zewnętrznego członu z fig. 1; fig. 7 jest przekrojem poprzecznym wewnętrznego członu z fig. 1 pierwszego przykładu wykonania naboju; fig. 8 jest widokiem perspektywicznym z góry wewnętrznego członu z fig. 7; fig. 9 jest widokiem perspektywicznym z góry wewnętrznego członu z fig. 7 w odwróconym usytuowaniu; fig. 10 jest rzutem z góry zewnętrznego członu z fig. 7; fig. 11 jest przekrojem poprzecznym wewnętrznego członu pierwszego przykładu wykonania naboju w stanie zmontowanym; fig. 12 jest przekrojem poprzecznym wewnętrznego członu drugiego przykładu wykonania naboju; fig. 13 jest przekrojem poprzecznym szczegółu wewnętrznego członu z fig. 12 ukazującym otwór; fig. 14 jest widokiem perspektywicznym z góry wewnętrznego członu z fig. 12; fig. 15 jest widokiem perspektywicznym z góry wewnętrznego członu z fig. 12 w odwróconym usytuowaniu; fig. 16 jest innym przekrojem poprzecznym wewnętrznego członu pierwszego przykładu wykonania naboju w stanie zmontowanym; fig. 17 jest innym przekrojem poprzecznym innego szczegółu wewnętrznego członu drugiego z fig. 12 ukazującym wlot powietrza; fig. 18 jest przekrojem poprzecznym drugiego przykładu wykonania naboju w stanie zmontowanym; fig. 19 jest przekrojem poprzecznym zewnętrznego członu przykładów wykonania trzeciego i czwartego naboju do zastosowania z niniejszym wynalazkiem; fig. 20 jest przekrojem poprzecznym szczegółu zewnętrznego członu z fig. 19 ukazującym skierowane do wewnątrz cylindryczne przedłużenie; fig. 21 jest rzutem z góry zewnętrznego członu z fig. 19; fig. 22 jest widokiem perspektywicznym z góry zewnętrznego członu z fig. 19; fig. 23 jest widokiem perspektywicznym z góry zewnętrznego cz łonu z fig. 19 w odwróconym usytuowaniu; fig. 24 jest przekrojem wewnętrznego członu według trzeciego przykładu wykonania naboju; fig. 25 jest rzutem z góry wewnętrznego członu z fig. 24; fig. 26 jest przekrojem poprzecznym szczegółu wewnętrznego członu z fig. 24 ukazującym górne obrzeże; fig. 27 jest widokiem perspektywicznym z góry wewnętrznego członu z fig. 24; fig. 28 jest widokiem perspektywicznym z góry wewnętrznego członu z fig. 24 w odwróconym usytuowaniu; fig. 29 jest innym przekrojem poprzecznym trzeciego przykładu wykonania naboju w stanie zmontowanym; fig. 30 jest przekrojem poprzecznym wewnętrznego członu z fig. 1 w czwartym przykładzie wykonania naboju; fig. 31 jest rzutem z góry wewnętrznego członu z fig. 30; fig. 32 jest widoPL 204 651 B1 kiem perspektywicznym z góry wewnętrznego członu z fig. 30; fig. 33 jest widokiem perspektywicznym z góry wewnętrznego członu z fig. 30 w odwróconym usytuowaniu; fig. 34 jest innym przekrojem poprzecznym czwartego przykładu wykonania naboju w stanie zmontowanym; fig. 35 jest widokiem perspektywicznym od przodu maszyny do przygotowywania napojów według wynalazku; fig. 36 jest widokiem perspektywicznym od przodu maszyny z fig. 35 z głowicą naboju w położeniu otwartym; fig. 37 jest widokiem perspektywicznym od tyłu maszyny z fig. 35 z niektórymi częściami pominiętymi dla przejrzystości; fig. 38 jest innym widokiem perspektywicznym od tyłu maszyny z fig. 35 z niektórymi częściami pominiętymi dla przejrzystości; fig. 39 jest widokiem perspektywicznym głowicy naboju maszyny z fig. 35 z niektórymi częściami pominiętymi dla przejrzystości; fig. 40 jest innym widokiem perspektywicznym głowicy naboju maszyny z fig. 35 z niektórymi częściami pominiętymi dla przejrzystości; fig. 41 jest widokiem przekroju poprzecznego głowicy naboju w położeniu zamkniętym; fig. 42 jest widokiem przekroju poprzecznego głowicy naboju w położeniu otwartym; fig. 43 jest schematycznym układem maszyny z fig. 35; fig. 44a i 44b są schematami pierwszych i drugich środków rozpoznawania kodu maszyny z fig. 35; fig. 45 jest rzutem naboju do napoju według wynalazku zawierającym kod paskowy.

Pierwszy przykład wykonania naboju 1 do przygotowywania napoju jest pokazany na Fig. 1 do 11. Pierwszy przykład wykonania naboju 1 jest zaprojektowany szczególnie do zastosowania w dozowanych filtrowanych produktach, takich jak palona i mielona kawa lub herbata liściasta. Jednak ten przykład naboju 1 i inne przykłady wykonania opisane dalej mogą być zastosowane do innych produktów, takich jak czekolada, kawa, herbata, słodziki, aromaty, syropy, napoje alkoholowe, mleko aromatyzowane, soki owocowe, zagęszczone soki owocowe, sosy i desery.

Jak pokazano na fig. 11 nabój 1 do przygotowywania napoju według wynalazku ogólnie zawiera człon zewnętrzny 2, człon wewnętrzny 3 i przykrycie laminatowe 5. Człon zewnętrzny 2, człon wewnętrzny 3 i przykrycie laminatowe 5 są zmontowane tworząc nabój 1, który ma komorę magazynową 120 do umieszczania jednego lub więcej składników napoju, wlot 121, wylot 122 i tor przepływu napoju łączący wlot 121 z wylotem 122 i który przechodzi przez komorę magazynową 120. Wlot 121 i wylot 122 są początkowo uszczelnione przykryciem laminatowym 5 i są otwierane podczas użycia przez przekłucie lub nacięcie przykrycia laminatowego 5. Tor przepływu napoju jest określony przez przestrzenne wzajemne usytuowanie członu zewnętrznego 2, członu wewnętrznego 3 i przykrycia laminatowego 5, jak zostanie to omówione dalej. Nabój 1 może alternatywnie zawierać inne części składowe, takie jak filtr 4, jak będzie to omówione dalej.

Jak widać na Fig. 5 cały kształt naboju 1 jest ogólnie okrągły lub tarczowy, przy czym średnica naboju 1 jest znacznie większa niż jego wysokość. Główna oś X przechodzi przez środek zewnętrznego członu, jak pokazano na Fig. 1. Zwykle, całkowita średnica członu zewnętrznego 2 jest 74,5 mm ± 6 mm, a całkowita wysokość jest 16 mm ± 3 mm. Zwykle objętość naboju 1 po zmontowaniu wynosi 30,2 ml ± 20%.

Człon zewnętrzny 2 ogólnie zawiera skorupę 10 w kształcie misy mająca zakrzywioną pierścieniową ścianę 13, zamknięty wierzch 11 i otwarte dno 12. Średnica członu zewnętrznego 2 jest mniejsza na wierzchu 11 w porównaniu ze średnicą przy dnie 12, co powoduje, że pierścieniowa ściana 13 rozchyla się w kierunku od zamkniętego wierzchu 11 do otwartego dna 12. Ściana pierścieniowa 13 i zamknięte dno 12 razem tworzą pojemnik mający komorę magazynową 34.

Puste w środku, skierowane do wewnątrz cylindryczne przedłużenie 18 jest usytuowane na zamkniętym wierzchu 11, współosiowo względem głównej osi X. Jak bardziej jasno pokazano na Fig. 2, cylindryczne przedłużenie 18 ma schodkowy zarys mający części pierwszą 19, drugą 20 i trzecią 21. Pierwsza część 19 jest prostym kołowym cylindrem. Druga część 20 ma kształt stożka ściętego i jest zbieżna do wewnątrz.

Trzecia część 21 jest następnym prostym kołowym cylindrem i jest zamknięta dolną powierzchnią 31. Średnica części pierwszej 19, drugiej 20 i trzeciej 21 stopniowo zmniejsza się tak, że średnica cylindrycznego przedłużenia 18 zmniejsza się w kierunku od wierzchu 11 do zamkniętej dolnej powierzchni 31 cylindrycznego przedłużenia 18. Ogólnie poziome odsądzenie 32 jest ukształtowane na cylindrycznym przedłużeniu 18 na połączeniu części drugiej 20 i trzeciej 21.

W członie zewnętrznym 2 jest ukształtowane rozciągające się na zewnątrz odsądzenie 33 skierowane do dna 12. Rozciągające się na zewnątrz odsądzenie 33 tworzy wtórną ścianę 15 współosiową ze ściana pierścieniową 13 tak, że jest ukształtowany pierścieniowy tor w postaci kanału rozprowadzającego 16 pomiędzy wtórna ścianą 15 i pierścieniową ścianą 13. Kanał rozprowadzający 16 przechodzi wokół obrzeża członu zewnętrznego 2. Na poziomie kanału pierścieniowego 16, w pier6

PL 204 651 B1 ścieniowej ścianie 13 jest ukształtowany szereg szczelin 17 zapewniających połączenie do przepływu gazu i cieczy pomiędzy kanałem rozprowadzającym 16 i komorą magazynową 34 członu zewnętrznego 2. Jak pokazano na Fig. 3, szczeliny 11 stanowią pionowe nacięcia w pierścieniowej ścianie 13. Jest ukształtowanych od 20 do 40. W pokazanym przykładzie wykonania jest ukształtowanych trzydzieści siedem szczelin 17 ogólnie równooddalonych wokół obrzeża kanału rozprowadzającego 16. Szczeliny 17 mają długość korzystnie od 1,4 do 1,8 mm. Zwykle długość każdej szczeliny jest 1,6 mm, co stanowi 10% całej wysokości członu zewnętrznego 2. Szerokość każdej szczeliny jest od 0,25 do 0,35 mm. Zwykle, szerokość każdej szczeliny jest 0,3 mm. Szerokość szczelin 17 jest dostatecznie mała, aby zapobiegać przechodzeniu składników napoju przez nie do kanału rozprowadzającego 16 zarówno w czasie przechowywania jak i używania.

Komora wlotowa 26 jest ukształtowana w członie zewnętrznym 2 na obrzeżu członu zewnętrznego 2. Komora wlotowa 26 jest ograniczona cylindryczną ścianą 27, najwyraźniej pokazaną na Fig. 5, która oddziela komorę wlotową od komory magazynowej 34 członu zewnętrznego 2. Cylindryczna ściana 27 ma zamkniętą górną powierzchnię 28, która jest ukształtowana w płaszczyźnie prostopadłej do głównej osi Xi otwarty dolny koniec 29, współpłaszczyznowy z dnem 12 członu zewnętrznego 2. Komora wlotowa 26 jest połączona z kanałem rozprowadzającym 16 przez dwie szczeliny 30, jak pokazano na Fig. 1. Alternatywnie, stosuje się od jednej do czterech szczelin do połączenia kanału rozprowadzającego 16 i komory wlotowej 26.

Dolny koniec rozciągającego się na zewnątrz odsądzenia 33 jest wyposażony w wystający na zewnątrz kołnierz 35, który jest usytuowany prostopadle do głównej osi X. Zwykle, kołnierz 35 ma szerokość od 2 do 4 mm. Część kołnierza 35 jest powiększona i tworzy rączkę 24, za pomocą której może być utrzymywany człon zewnętrzny 2. Rączka 24 ma zagięte do góry obrzeże 25 w celu polepszenia chwytu.

Człon zewnętrzny 2 jest ukształtowany jako pojedyncza, integralna część z polietylenu, polipropylenu, poliestru o dużej gęstości lub laminatu dwóch lub więcej z tych materiałów. Odpowiednim polipropylenem są polimery dostępne z DSM UK Limited (Redditch, Zjednoczone Królestwo). Człon zewnętrzny może być nieprzezroczysty, przezroczysty lub półprzezroczysty. Procesem wytwarzania może być kształtowanie wtryskowe.

Człon wewnętrzny 3, jaki pokazano na Fig. 7 do 10, zawiera ramę pierścieniową 41 i cylindryczny lej 40. Główna oś X przechodzi przez środek członu wewnętrznego 3, jak pokazano na Fig. 7.

Jak najlepiej widać na Fig. 8, rama pierścieniowa 41 ma zewnętrzne obrzeże 51 i wewnętrzną piastę 52 połączone poprzez dziesięć równooddalonych promieniowych ramion 53. Wewnętrzna piasta 52 jest integralna z cylindrycznym lejem 40 i wystaje z niego. W pierścieniowej ramie 41, pomiędzy promieniowymi ramionami 53, są ukształtowane otwory filtracyjne 55. Filtr 4 jest umieszczony na pierścieniowej ramie 41 tak, że przykrywa otwory filtracyjne 55. Filtr jest korzystnie wykonany z materiału o dużej wytrzymałości w stanie mokrym, na przykład z poliestrowego materiału włókninowego. Inne materiały, które mogą być użyte obejmują nieprzepuszczalny dla wody materiał celulozowy, taki jak materiał celulozowy zawierający tkaninę z włókien papierowych. Tkanina z włókien papierowych może być domieszana włóknami polipropylenowymi, z polichlorku winylu i/lub polietylenowymi. Włączenie tych materiałów tworzyw sztucznych do materiału celulozowego powoduje, że materiał celulozowy jest uszczelniony cieplnie. Filtr 4 może także być obrobiony i pokryty materiałem, który jest aktywowany ciepłem i/lub ciśnieniem tak, że może w ten sposób być uszczelniony względem pierścieniowej ramy 41.

Jak pokazano w zarysie przekroju poprzecznego z Fig. 7, wewnętrzna piasta 52 jest usytuowana w niższym położeniu niż zewnętrzne obrzeże 51, co powoduje, że pierścieniowa rama 41 ma nachylony dolny zarys.

Górna powierzchnia każdego ramienia 53 jest wyposażona w stojące żebro 54, które dzieli pustą przestrzeń powyżej pierścieniowej ramy 41 na wiele kanałów 57. Każdy kanał 57 jest związany na dwóch bokach z żebrem 54 i na dolnej powierzchni z filtrem 4. Kanały 57 rozciągają się od zewnętrznego obrzeża 51 w kierunku do dołu i otwierają się do cylindrycznego leja 40 za pośrednictwem otworów 56 ograniczonych wewnętrznymi zakończeniami żeber 54.

Cylindryczny lej 40 składa się z zewnętrznej rury 42 otaczającej wewnętrzną rynnę spustową 43. Zewnętrzna rura 42 tworzy zewnętrzną powierzchnię cylindrycznego leja 40. Rynna spustowa 43 jest połączona z zewnętrzną rurą 42 na górnym końcu rynny spustowej 43 za pomocą pierścieniowej kryzy 47. Rynna spustowa 43 ma wlot 45 na górnym końcu, który łączy się z otworami 56 kanałów 57 i wylotem 44 na dolnym końcu, przez który przygotowany napój jest odprowadzany do filiżanki lub innego odbieralnika. Rynna spustowa 43 ma stożkową część 48 w kształcie stożka ściętego na dolnym

PL 204 651 B1 końcu i cylindryczną część 58 na dolnym końcu. Cylindryczna część 58 może być lekko zbieżna tak, że zwęża się ona w kierunku wylotu 44. Stożkowa część 48 pomaga ukierunkować napój od kanałów 57 w kierunku wylotu 44 bez powodowania turbulencji w napoju. Górna powierzchnia stożkowej części 48 jest wyposażona w cztery żebra podporowe 49 równo rozmieszczone wokół obwodu cylindrycznego leja 40. Górne krawędzie żeber podporowych 49 są na jednym poziomie z innymi i są prostopadłe do głównej osi X.

Człon wewnętrzny 3 może być ukształtowany z jednej integralnej części z polipropylenu lub podobnego materiału, jak opisano powyżej i poprzez kształtowanie wtryskowe, w ten sam sposób, jak człon zewnętrzny 2.

Alternatywnie, człon wewnętrzny 3 i/lub człon zewnętrzny 2 może być wykonany z polimeru podlegającego biodegradacji. Przykłady odpowiednich materiałów obejmują podlegający biodegradacji polietylen (na przykład SPITEK dostarczany przez Symphony Environmental, Borehamwood, Zjednoczone Królestwo), podlegający biodegradacjiamid poliestrowy (na przykład BAK 1095, dostarczany przez Symphony Environmental), polikwasy mlekowe (PLA, dostarczany przez Cargil, Minnesota, USA), polimery na bazie skrobi, pochodne celulozy i polipeptydy.

Przykrycie laminatowe 5 jest kształtowane z dwóch warstw: pierwszej warstwy z aluminium i drugiej warstwy z odlewanego polipropylenu. Warstwa aluminium ma grubość od 0,02 do 0,07. Warstwa odlanego polipropylenu ma grubość od 0,025 do 0,065 mm. W jednym przykładzie wykonania grubość warstwy aluminium jest 0,06 mm, a grubość warstwy polipropylenu jest 0,025%. Wskutek tego przykrycie laminatowe 5 może być wstępnie wycięte do właściwego rozmiaru i kształtu i następnie przeniesione do stanowiska montażowego na linii produkcyjnej bez narażania na uszkodzenie. Konsekwentnie, przykrycie laminatowe 5 jest szczególnie odpowiednie do zgrzewania. Mogą być zastosowane inne materiały laminatowe obejmujące PET/aluminium/PP, PE/EVOH/PP, PET/warstwa metalizowana/PP i aluminium/laminaty PP. Mogą być użyte rolowane zasoby laminatu zamiast zasobów wycinanych matrycą.

Nabój 1 może być zamknięty sztywnych lub półsztywnych przykryciem laminatowym zamiast giętkim laminatem.

Montaż naboju 1 odbywa się następująco. Człon wewnętrzny 3 wkłada się w człon zewnętrzny 2. Filtr 4 wycina się do kształtu i umieszcza się na członie wewnętrznym 3 tak, że jest umieszczony nad cylindrycznym lejem 40 i spoczywa na pierścieniowej ramie 41 Człon wewnętrzny 3, człon zewnętrzny 2 i filtr 4 łączy się przez zgrzewanie ultradźwiękowe. Nabój 1 napełnia się jednym lub większą ilością składników napoju. Przykrycie laminatowe 5 mocuje się do członu zewnętrznego 2.

Człon zewnętrzny 2 jest ustawiony otwartym dnem 12 do góry. Człon wewnętrzny 3 jest następnie wkładany do członu zewnętrznego 2 z zewnętrznym obrzeżem 51 usytuowanym z luźnym dopasowaniem w osiowym przedłużeniu 14 na wierzchu 11 naboju 1. Cylindryczne przedłużenie 18 członu zewnętrznego 2 jest jednocześnie umieszczane w górnej części cylindrycznego leja 40, a zamknięta dolna powierzchnia 31 cylindrycznego przedłużenia 18 opiera się na żebrach podporowych 49 członu wewnętrznego 3. Filtr 4 jest następnie umieszczany na członie wewnętrznym 3 tak, że materiał filtra 4 styka się z pierścieniowym zewnętrznym obrzeżem 51 Następnie stosuje się proces ultradźwiękowego zgrzewania do łączenia filtru 4 z członem wewnętrznym 3 i jednocześnie, w tym samym procesie, członu wewnętrznego 3 z członem zewnętrznym 2. Człon wewnętrzny 3 i filtr 4 są zgrzewane wokół zewnętrznego obrzeża 51 Człon wewnętrzny 3 i człon zewnętrzny 2 są łączone za pomocą zgrzeiny wokół zewnętrznego obrzeża i także krawędzi górnych żeber 54.

Jak pokazano wyraźnie na fig. 11, człon zewnętrzny 2 i człon wewnętrzny 3, po złączeniu ze sobą tworzą pustą przestrzeń w komorze magazynowej 120 poniżej ramy pierścieniowej 41 i na zewnątrz cylindrycznego leja 40, która tworzy komorę filtrującą 130. Komora filtrująca 130 zawiera jeden lub więcej składników napoju 200. Ten co najmniej jeden składnik napoju jest zapakowany w komorze filtrującej 130. Dla napojów typu filtrowanego składnik jest zwykle gruboziarnistą i mielona kawą lub herbata liściastą. Gęstość upakowania składników napoju w komorze filtrującej 130 może być zmienna zależnie od potrzeb. Zwykle, dla filtrowanych produktów kawowych komora filtrująca zawiera od 5,0 do 10,2 gram gruboziarnistej i mielonej kawy w złożu o grubości zwykle od 5 do 14 mm. Alternatywnie, komora magazynowa 120 może zawierać co najmniej jedno ciało, takie jak kulki, które mogą swobodnie przemieszczać się w komorze magazynowej 120 wspomagając mieszanie poprzez wymuszanie turbulencji i rozbijanie osadów składników napoju podczas odprowadzania napoju.

Przykrycie laminatowe 5 jest następnie mocowane do członu zewnętrznego 2 poprzez kształtowanie zgrzeiny 126 wokół obwodu przykrycia laminatowego 5 do łączenia przykrycia laminatowego 5

PL 204 651 B1 z dolną powierzchnią wystającego na zewnątrz kołnierza 35. Zgrzeina 126 jest usytuowana tak, że uszczelnia przykrycie laminatowe 5 względem dolnej krawędzi cylindrycznej ściany 27 komory wlotowej 26. Ponadto, jest utworzona zgrzeina 125 pomiędzy przykryciem laminatowym 5 i dolna krawędzią zewnętrznej rury 42 cylindrycznego leja 40. Przykrycie laminatowe 5 tworzy dolną ścianę komory filtrującej 130 i także uszczelnia komorę wlotowa 26 i cylindryczny lej 40. Jednak jest zachowana mała szczelina 123 przed dozowaniem pomiędzy przykryciem laminatowym 5 i dolną krawędzią rynny spustowej 43. Mogą być zastosowane różne sposoby zgrzewania, takie jak zgrzewanie cieplne i ultradźwiękowe, zależnie od właściwości materiału przykrycia laminatowego 5.

Korzystnie, człon wewnętrzny 3 rozciąga się pomiędzy członem zewnętrznym 2 i przykryciem laminatowym 5. Człon wewnętrzny 3 jest ukształtowany z materiału stosunkowo sztywnego, takiego jak polipropylen. Dlatego człon wewnętrzny 3 stanowi człon przenoszący obciążenia, które są wywierane dla utrzymania przykrycia laminatowego 5 i członu zewnętrznego 2 oddalonych od siebie, gdy nabój 1 jest sprężany. Korzystnie, nabój 1 jest poddawany podczas użycia obciążeniom ściskającym od 130 do 280N. Siła ściskająca działa w celu zapobiegania uszkodzeniu naboju przy zwiększaniu wewnętrznego ciśnienia i także służy dociskaniu członu wewnętrznego 3 i członu zewnętrznego do siebie. To zapewnia, że wewnętrzne wymiary kanałów i otworów w naboju 1 są ustalone i nie zmieniają się podczas zwiększania ciśnienia w naboju 1.

Dla użycia naboju 1 najpierw jest on wkładany do maszyny do przygotowywania napoju i wlot 121 oraz wylot 122 są otwierane przez człony przekłuwające maszyny do przygotowywania napoju, które dziurawią i zaginają do tyłu przykrycie laminatowe 5. Środek wodny, zwykle woda, pod ciśnieniem wchodzi do naboju 1 przez wlot 121 do komory wlotowej 26 pod ciśnieniem od 10 do 200 kPa, chociaż wyższe ciśnienia mogą być zastosowane w nabojach według wynalazku. Stąd woda jest kierowana do przepływu przez szczeliny 30, wokół kanału rozprowadzającego 16 i przez wiele szczelin 17 do komory filtrującej 130 naboju 1. Jest wymuszany przepływ wody promieniowy do wewnątrz przez komorę filtrującą 130 i miesza się ona z zawartymi w niej składnikami napoju 200. Przepływ wody jest jednocześnie wymuszany do góry przez składniki napoju. Napój utworzony wskutek przejścia wody przez składniki napoju przechodzi przez filtr 4 i otwory filtracyjne 55 do kanałów 57 znajdujących się powyżej ramy pierścieniowej 41. Uszczelnienie filtru 4 na ramionach 53 i zgrzanie zewnętrznego obrzeża 51 z członem zewnętrznym 2 zapewnia, że nie ma żadnych przecieków i cały napój musi przechodzić przez filtr 4.

Napój następnie przepływa do dołu wzdłuż promieniowych kanałów 57 utworzonych pomiędzy żebrami 54, i przez otwory 56 do cylindrycznego leja 40. Napój przechodzi wzdłuż kanałów 50 pomiędzy żebrami podporowymi 41 i do dołu do rynny spustowej 43 do wylotu 44, skąd napój jest odprowadzany do pojemnika, takiego jak filiżanka.

Korzystnie, maszyna do przygotowywania napoju zawiera powietrzny zespół oczyszczający, który wymusza przepływ sprężonego powietrza przez nabój 1 na końcu cyklu roboczego do wyczyszczenia resztek napoju do pojemnika.

Drugi przykład wykonania naboju 1 jest pokazany na fig. 12 do 18. Drugi przykład wykonania naboju 1 jest szczególnie zaprojektowany do zastosowania w dozowaniu produktów typu espresso, takich jak palona i mielona kawa, gdzie wymagane jest wytworzenie napoju mającego pianę drobnych bąbelków, znanych jako śmietanka. Wiele cech drugiego przykładu wykonania naboju 1 jest tych samych jak w pierwszym przykładzie wykonania i zastosowano te same oznaczenia liczbowe do oznaczenia tych samych cech. W dalszym opisie zostaną omówione różnice pomiędzy pierwszym i drugim przykładem wykonania. Wspólne cechy, które spełniają te same funkcje nie będą omówione szczegółowo.

Człon zewnętrzny 2 ma tę samą konstrukcje co w pierwszym przykładzie wykonania naboju 1 i jak pokazano na fig. 1 do 6.

Rama pierścieniowa 41 członu wewnętrznego 3 jest taka sama jak w pierwszym przykładzie wykonania. Także filtr 4 jest usytuowany na ramie pierścieniowej 41 tak, że przykrywa otwory filtracyjne 55. Zewnętrzna rura 42 cylindrycznego leja 40 jest także taka, jak przedtem. Jednak występuje kilka różnic w konstrukcji członu wewnętrznego 2 drugiego przykładu wykonania względem pierwszego przykładu wykonania. Jak pokazano na fig. 16 rynna spustowa 43 jest wyposażona w przegrodę 65, która rozciąga się na części długości rynny spustowej 43 od wylotu 44. Przegroda 65 zapobiega rozpryskiwaniu napoju i/lub rozpylaniu przy jego wyjściu z rynny spustowej 43. Zarys rynny spustowej 43 jest także inny i jest schodkowy z wyraźnym załamaniem 66 w pobliżu górnego końca rury 43.

Od pierścieniowego kołnierza 47 odchodzi stojąca oporowa kryza 67 łącząca zewnętrzna rurę 42 z rynną spustowa 43. Oporowa kryza 67 otacza wlot 45 do rynny spustowej 43 i tworzy pierścieniowy

PL 204 651 B1 kanał 69 pomiędzy kryzą 67 i górną częścią zewnętrznej rury 42. Oporowa kryza 67 ma skierowane do wewnątrz odsądzenie 68. W jednym punkcie na obrzeżu oporowej kryzy 67 jest ukształtowany otwór 70 w postaci szczeliny, która rozciąga się od górnej krawędzi oporowej kryzy 67 do punktu nieco poniżej poziomu odsądzenia 68, jak najwyraźniej pokazano na fig. 12 i 13. Szczeliny mają szerokość 0,64 mm.

W pierścieniowej kryzie 47 jest ukształtowany wlot powietrza 71 ustawiony na obwodzie w jednej linii z otworem 70, jak pokazano na fig. 16 i 17. Wlot powietrza 71 stanowi otwór przechodzący przez pierścieniową kryzę 47 tak, że zachowane jest połączenie pomiędzy punktem powyżej pierścieniowej kryzy 47 i pustą przestrzenią poniżej pierścieniowej kryzy 47 pomiędzy zewnętrzną rurą 42 i rynną spustową 43. Korzystnie, jak pokazano, wlot powietrza 71 ma górną część 73 w postaci stożka ściętego i cylindryczną dolną część 72. Wlot powietrza 71 jest zwykle uformowany przez narzędzie kształtujące, takie jak trzpień. Zbieżny zarys wlotu powietrza 71 umożliwia łatwiejsze usunięcie narzędzia z kształtowanej części składowej. Ściana zewnętrznej rury 42 w pobliżu wlotu powietrza 71 jest ukształtowana tworząc zsyp 75 prowadzący od wlotu powietrza 71 do wlotu 45 rynny spustowej 43. Jak pokazano na fig. 17, skośna krawędź 74 jest ukształtowana pomiędzy wlotem powietrza 71 i zsypem 75 dla zapewnienia, że strumień napoju wydobywający się z otworu 70 nie spływa natychmiast na górną powierzchnię pierścieniowej kryzy 47 w bezpośrednim sąsiedztwie wlotu powietrza 71.

Procedura montażu drugiego przykładu wykonania naboju 1 jest podobna do pierwszego przykładu wykonania. Jednak są pewne różnice. Jak pokazano na fig. 18, trzecia część 21 cylindrycznego przedłużenia 18 jest osadzona wewnątrz oporowej kryzy 67, a nie na podporowych żebrach. Odsadzenie 32 cylindrycznego przedłużenia 18 pomiędzy druga częścią 29 i trzecią częścią 21 spoczywa na górnej krawędzi oporowej kryzy 67 członu wewnętrznego 3. Jest więc ukształtowana strefa styku 124 pomiędzy członem wewnętrznym 3 i członem zewnętrznym 2 stanowiąca czołowe uszczelnienie pomiędzy cylindrycznym przedłużeniem 18 i oporową kryzą 67, która rozciąga się wokół, w pobliżu całego obrzeża naboju 1. Uszczelnienie pomiędzy cylindrycznym przedłużeniem 18 i oporową kryzą 67 nie jest szczelne dla płynu, chociażby dlatego, że otwór 70 w oporowej kryzie 67 rozciąga się przez nią do dołu do punktu nieco poniżej odsądzenia 68. Konsekwentnie, wskutek styku pomiędzy cylindrycznym przedłużeniem 18 i oporową kryzą 67 szczelinowy otwór 70 przekształca się w otwór 128, jak wyraźniej pokazano na fig. 18, zapewniając połączenie do przepływu gazu i cieczy pomiędzy pierścieniowym kanałem 69 i rynną spustową 43. Otwór ma zwykle szerokość 0,64 mm i długość 0,69.

Działanie drugiego przykładu wykonania naboju 1 do dozowania napoju jest podobne do działania pierwszego przykładu wykonania z pewnymi różnicami. Napój w promieniowych kanałach 57 przepływa do dołu wzdłuż kanałów 57 utworzonych pomiędzy żebrami 54, przez otwory 56 do pierścieniowego kanału 69 cylindrycznego leja 40. Z pierścieniowego kanału 69 wymusza się ciśnieniowo przepływ napoju przez otwór 128 poprzez ciśnienie napoju zbierającego się w komorze filtrującej 130 i kanałach 57. Przepływ napoju jest więc wymuszony jako strumień wtryskiwany przez otwór 128 do komory rozprężania ukształtowanej przez górny koniec rynny spustowej 43. Jak pokazano na fig. 18, wtryskiwany strumień napoju przechodzi bezpośrednio nad wlotem powietrza 71. Gdy napój wchodzi do rynny spustowej 43, ciśnienie wtryskiwanego strumienia napoju spada. Wskutek tego powietrze wchodzi do strumienia napoju w postaci wielu małych pęcherzy powietrza, ponieważ powietrze jest wciągane przez wlot powietrza 71. Wtrysk napoju wydobywający się z otworu 128 jest kierowany do dołu do wylotu 44, gdzie napój jest odprowadzany do pojemnika, takiego jak filiżanka, w którym pęcherze powietrza tworzą wymaganą piankę. Tak więc, otwór 128 i wlot powietrza 71 razem tworzą pompę strumieniową, która działa wprowadzając powietrze do napoju. Powinien być utrzymywany możliwie jak najspokojniejszy przepływ napoju do tej pompy strumieniowej w celu zmniejszenia strat ciśnienia. Korzystnie, ściany tej pompy powinny być wklęsłe do zredukowania strat wywołanych tarciem „efektu ściennego. Tolerancja wymiarowa otworu 128 jest mała. Korzystnie, wielkość otworu jest ustalona z tolerancją plus minus 0,02 mm². Mogą być zastosowane włosy, drobne włókna lub inne nieregularności powierzchni w lub przy wejściu pompy do zwiększenia efektywnego pola powierzchni przekroju poprzecznego, co, jak stwierdzono, zwiększa stopień przejmowania powietrza.

Trzeci przykład wykonania naboju 1 jest pokazany na fig. 19 do 29. Trzeci przykład wykonania naboju 1 jest szczególnie zaprojektowany do zastosowania w dozowaniu rozpuszczalnych produktów, które mogą być w proszku, ciekłe, syropie, żelu lub w innej podobnej postaci. Rozpuszczalny produkt jest rozpuszczany przez zawiesinę lub tworząc ją w środku wodnym, takim jak woda, gdy ten środek wodny przechodzi podczas użycia przez nabój 1. Przykładami napojów są czekolada, kawa, mleko, herbata, mydło lub inne produkty dające się uwadniać lub rozpuszczać w wodzie. Wiele cech trzeciego

PL 204 651 B1 przykładu wykonania naboju 1 jest tych samych jak w pierwszym przykładzie wykonania i zastosowano te same oznaczenia liczbowe do oznaczenia tych samych cech. W dalszym opisie zostaną omówione różnice pomiędzy trzecim i poprzednimi przykładami wykonania. Wspólne cechy, które spełniają te same funkcje nie będą omówione szczegółowo.

W porównaniu z członem zewnętrznym 2 poprzednich przykładów, wydrążone, skierowane do wewnątrz cylindryczne przedłużenie 18 członu zewnętrznego 2 w trzecim przykładzie wykonania ma większą całkowitą średnicę, jak pokazano na fig. 20. W szczególności, średnica pierwszej części 19 jest zwykle od 16 do 18 mm, w porównaniu z 13,2 mm dla członu zewnętrznego 2 wcześniejszych przykładów. Ponadto, pierwsza część 19 jest wyposażona w wypukłą zewnętrzna powierzchnię 19a, lub wybrzuszenie, jak najwyraźniej pokazano na fig. 20, której funkcja zostanie dalej opisana. Średnice trzecich części 21 nabojów 1 są jednak takie same, co powoduje, że powierzchnia odsądzenia 32 jest większa w trzecim przykładzie wykonania naboju 1. Zwykle objętość naboju 1 po zmontowaniu jest 32,5 ± 20%.

Liczba i usytuowanie szczelin w dolnym końcu pierścieniowej ściany 13 jest także inna. Stosuje się od 3 do 5 szczelin. W przykładzie wykonania, jak pokazano na fig. 23, są zastosowane 4 szczeliny 36 równooddalone wokół obwodu kanału rozprowadzającego 16. Szczeliny 36 są nieco szersze niż we wcześniejszych przykładach naboju 1 i mają szerokość od 0, 35 do 0,45 mm, korzystnie 0,4 mm.

Pod innymi względami, człony zewnętrzne 2 nabojów 1 są takie same.

Konstrukcja cylindrycznego leja 40 członu wewnętrznego 3 jest taka sama jak w pierwszym przykładzie naboju 1 i posiada zewnętrzną rurę 42, rynnę spustową 45, pierścieniowy kołnierz 47 i żebra podporowe 49. Jedyną różnicą jest to, że rynna spustowa 45 jest ukształtowana z stożkową górną częścią 92 w kształcie stożka ściętego i cylindryczną dolną częścią 93.

W przeciwieństwie do poprzednich przykładów i jak pokazano na fig. 24 do 28, rama pierścieniowa 41 jest zastąpiona przez część osłonową 80, która otacza cylindryczny lej 40 i jest połączona z nim poprzez osiem promieniowych rozporek 87, które przylegają do cylindrycznego leja 40 na pierścieniowym kołnierzu 47 lub blisko niego. Pierścieniowe przedłużenie 81 części osłonowej 80 przedłużone jest w górę od rozporek 87 tak, że jest utworzona komora 90 z otwartą powierzchnią górną. Górne obrzeże 91 pierścieniowego przedłużenia 81 posiada zagiętą do środka krawędź, jak pokazano na fig. 26. Pierścieniowa ściana 82 części osłonowej 80 jest wydłużona w dół od rozporek 87 tak, że jest utworzony pierścieniowy kanał 86 pomiędzy częścią osłonową 80, a zewnętrzną rurą 42.

Pierścieniowa ściana 82 ma w dolnym końcu zewnętrzny kołnierz 83, który leży prostopadle do głównej osi X. Od dolnej powierzchni kołnierza zewnętrznego 83 wypuszczona jest w dół krawędź 84 posiadająca pięć otworów 85 rozmieszczonych równomiernie na obwodzie krawędzi 84. W ten sposób krawędź 84 posiada zębaty dolny profil.

Otwory 89 znajdujące się pomiędzy rozporkami 87 pozwalają na komunikację pomiędzy komorą 90 i pierścieniowym kanałem 86.

Procedura montażu trzeciego przykładu wykonania naboju 1 jest podobna do montażu pierwszej wersji, ale z pewnymi różnicami. Człon zewnętrzny 2 i człon wewnętrzny 3 są dociskane do siebie tak jak pokazano na fig. 29 i zatrzymane przy użyciu zespołu zatrzaskującego, a nie poprzez wzajemne zespolenie. Przy łączeniu dwóch członów, skierowane do wewnątrz cylindryczne przedłużenie 18 jest umieszczane wewnątrz górnego pierścieniowego wydłużenia 81 części osłonowej 80. Człon wewnętrzny 3 jest utrzymywany w członie zewnętrznym 2 poprzez wewnętrzny cierny kontakt wypukłej zewnętrznej powierzchni 19a pierwszej części 19 cylindrycznego przedłużenia 18 z zagiętą do wewnątrz górną krawędzią 91 cylindrycznego przedłużenia 81. W pozycji, gdy człon wewnętrzny 3 znajduje się w członie zewnętrznym 2 na zewnętrz części osłonowej 80 jest umiejscowiona komora mieszająca 134. Komora mieszająca 134 zawiera składniki napoju 200 przed uwolnieniem. Warto odnotować, że cztery szczeliny 35 i pięć otworów 85 są ustawione na obwodzie w równych odległościach od siebie. Wzajemne promieniowe rozmieszczenie dwóch części nie musi być określone lub ustawiane w trakcie montażu, ponieważ użycie czterech szczelin 36 oraz pięciu otworów 85 zapewnia, że wzajemne przesunięcie szczelin i otworów występuje niezależnie od wzajemnego rotacyjnego położenia tych dwóch części.

Co najmniej jeden składnik napoju jest umieszczany w komorze mieszającej 134 naboju. Gęstość upakowania składników napoju w komorze mieszającej 134 może być różna, według potrzeb.

Przykrycie laminatowe 5 jest przyklejane do członu zewnętrznego 2 i członu wewnętrznego 3 w taki sam sposób, jak opisano powyżej w poprzednich wersjach.

PL 204 651 B1

W trakcie użycia, woda dochodzi do komory mieszającej 134 poprzez cztery szczeliny 36 tak jak w poprzednich przykładach naboju. Woda jest skierowana promieniowo do wewnątrz komory miksującej i miesza się z składnikami napoju zawartymi wewnątrz niej. Produkt jest rozpuszczany lub mieszany z wodą i tworzy napój w komorze mieszającej 134, po czym jest kierowany poprzez otwory 85 do pierścieniowego kanału 86 poprzez wsteczne ciśnienie napoju i wody w komorze mieszającej 134. Obwodowy układ schodkowy czterech wlotowych szczelin 36 i pięciu otworów 85 zapewnia, że strumień wody nie przepływa bezpośrednio ze szczelin 36 do otworów 85 bez uprzedniej cyrkulacji w komorze mieszającej 134. W ten sposób stopień i konsystencja rozpuszczenia lub mieszania produktu są znacząco zwiększone. Napój jest pędzony do góry do pierścieniowego kanału 86, poprzez otwory 89 pomiędzy rozporkami 87 do komory 90. Napój przechodzi z komory 90 poprzez wloty 45 pomiędzy żebrami podporowymi 49 do rynny spustowej 43 i poprzez wylot 44, gdzie napój jest uwalniany, do pojemnika, takiego jak filiżanka. Nabój znajduje szczególne zastosowanie ze składnikami napojów w formie lepkich płynów lub żeli. W jednym z zastosowań w naboju 1 zawarty jest składnik płynnej czekolady o lepkości pomiędzy 1700, a 3900 mPa w temperaturze otoczenia i pomiędzy 5000, a 10000 mPa w temperaturze 0°C oraz rozpuszczalnych cząstek stałych na poziomie 67 Brix ± 3. W innym zastosowaniu w naboju zawarta jest płynna kawa o lepkości pomiędzy 70, a 200 mPa w temperaturze otoczenia oraz pomiędzy 80 i 5000 mPa w temperaturze 0°C, przy czym kawa ma poziom sumy stałych cząstek pomiędzy 40 a 70%.

Czwarty przykład wykonania naboju 1 jest pokazany na fig. 30 do 34. Czwarty przykład naboju 1 jest zaprojektowany w szczególności do użycia przy dozowaniu płynnych napojów takich jak mleko w koncentracie. Wiele cech czwartego przykładu wykonania naboju 1 jest takich samych jak w poprzednich wersjach i te same liczby zostały zastosowane do oznaczenia tych samych cech. W poniższym opisie zostaną przedstawione różnice pomiędzy czwartym przykładem naboju, a poprzednimi. Wspólne cechy, które działają w ten sam sposób nie zostaną poniżej szczegółowo omówione.

Człon zewnętrzny 2 jest taki sam jak w trzecim przykładzie naboju 1, jak pokazano na fig. 19 do 23.

Cylindryczny lej 40 członu wewnętrznego 3 jest podobny do pokazanego w drugim przykładzie naboju 1, ale posiada kilka różnic. Jak pokazano na fig. 30 rynna spustowa 43 jest ukształtowana z górną częścią 106 w kształcie stożka ściętego i cylindryczną dolną częścią 107. Na wewnętrznej powierzchni rynny spustowej 43 umieszczone są trzy osiowe żebra 105 w celu ukierunkowania dozowanego napoju w dół w kierunku wylotu 44 oraz zabezpieczenia zwalnianego napoju przed zawirowaniami w obrębie wylotu. Wskutek tego osiowe żebra 105 działają jako przegrody. Podobnie jak w drugim przykładzie naboju 1, wlot powietrza 71 jest zapewniony poprzez pierścieniową kryzę 47. Jednakże zsyp 75 poniżej wlotu powietrza 71 jest bardziej wydłużony niż w drugim przykładzie.

Część osłonowa 80 jest podobna do pokazanej w trzecim przykładzie naboju 1 opisanym powyżej. Na krawędzi 84 znajduje się od 5 do 12 otworów 85. Typowo jest dziesięć otworów, w przeciwieństwie do pięciu w trzecim przykładzie naboju 1.

Z zewnętrznym kołnierzem 83 części osłonowej 80 jest połączona, stanowiąca z nią jedną cześć, pierścieniowa misa 100. Pierścieniowa misa 100 ma rozszerzony korpus 101, z otwartą gardzielą 104, która jest skierowana do góry. Cztery otwory doprowadzające 103, pokazane na fig. 30 i 31, są umieszczone w korpusie 101 na lub obok dolnego końca misy 100 gdzie łączy się ona z częścią osłonową 80. Preferowane jest równomierne rozmieszczenie otworów dostarczających wokół obwodu misy 100.

Przykrycie laminatowe 5 jest takie, jak opisano powyżej w poprzednich przykładach wykonania.

Procedura montażu czwartego przykładu naboju 1 jest taka sama jak dla trzeciej wersji.

Działanie czwartego przykładu wykonania naboju jest podobne do opisanego w trzecim przykładzie wykonania. Woda dostaje się do naboju 1 i do komory mieszającej 134 w taki sam sposób jak poprzednio. Tam woda miesza się z i rozcieńcza płynny produkt, który następnie jest kierowany na zewnątrz przez otwory 85 w kierunku wylotu 44 jak opisano powyżej. Porcja płynnego produktu początkowo zawartego wewnątrz pierścieniowej misie 100, jak pokazano na fig. 34, nie jest rozcieńczana od razu przez wodę dostającą się do komory mieszającej 134. Rozcieńczony płynny produkt w dolnej części komory mieszającej 134 ma tendencję do wypływania przez otwory 85, a nie jest kierowany do góry i do pierścieniowej misy 100 poprzez górną gardziel 104. W rezultacie płynny produkt w pierścieniowej misie 100 pozostanie stosunkowo skoncentrowany podczas początkowych stanów cyklu operacyjnego w porównaniu do produktu w dolnej części komory mieszające 134. Płynny produkt w pierścieniowej misie 100 kapie poprzez otwory doprowadzające 103 dzięki grawitacji do strumienia produktu opuszczającego komorę mieszającej 134 poprzez otwory 85. Pierścieniowa misa 100

PL 204 651 B1 wyrównuje koncentrację rozcieńczonego płynu produktu wchodzącego do cylindrycznego leja 40 poprzez utrzymywanie proporcji skoncentrowanego płynu produktu i stałe wyzwalanie jego do wypływającego strumienia płynu podczas cyklu wydzielania.

Z pierścieniowego kanału 86 napój jest kierowany pod ciśnieniem przez otwór 128 poprzez wsteczne ciśnienie napoju zbierającego się w komorze mieszającej 134 i komorze 90. Napój jest w ten sposób kierowany przez otwór 128 jako wtryskiwany strumień do komory rozprężającej utworzonej poprzez górny koniec rynny spustowej 43. Jak pokazano na fig. 34, strumień napoju przechodzi dokładnie nad wlotem powietrza 71 W momencie, gdy napój wchodzi do rynny spustowej 43, ciśnienie strumienia napoju spada. W rezultacie powietrze jest dodawane do strumienia napoju w postaci wielu małych pęcherzyków powietrza, gdy powietrze jest wciągane poprzez wlot powietrza 71 Strumień napoju wypływający z otworu 128 jest przepuszczany w dół do wylotu 44, gdzie napój jest wypuszczany do pojemnika, takiego jak filiżanka, gdzie pęcherzyki powietrza tworzą pożądaną postać pianki.

Korzystnie człon wewnętrzny 3, człon zewnętrzny 2, przykrycie laminatowe 5 oraz filtr 4 mogą być szybko wysterylizowane dzięki dającym się oddzielić elementom i braku oddzielnych krętych przejść oraz wąskich szczelin. Dopiero po połączeniu wszystkich części, po sterylizacji, tworzone są wspomniane niezbędne przejścia. Jest to szczególnie ważne tam, gdzie składnik napoju jest produktem opartym na mleku takim, jak płynny koncentrat mleka.

Czwarty przykład wykonania naboju do napoju jest szczególnie korzystny do dozowania skoncentrowanych ciekłych produktów na bazie mleka, takich jak płynne mleko. Wcześniej, produkty sproszkowanego mleka były dostarczane w postaci saszetek do dodawania do wstępnie przygotowanych napojów. Jednak do napojów typu cappuccino, jest konieczne spienianie mleka. Osiągano to wcześniej przez przepuszczanie pary przez płynne produkt mleczny. Jednak to wymaga zapewnienia dostarczenia pary, co zwiększa koszt i złożoność maszyny stosowanej do dozowania napoju. Zastosowanie pary także zwiększa ryzyko obrażeń podczas działania naboju. Według wynalazku zapewniono nabój do napoju zawierający stężony płynny produkt na bazie mleka. Stwierdzono, że poprzez skoncentrowanie produktu mlecznego może być wytworzona większa ilość piany dla danej objętości mleka w porównaniu z mlekiem świeżym lub UHT. To zmniejsza wymaganą wielkość naboju do mleka. Świeże spienione mleko zawiera około 1,6% tłuszczu i 10% ogólnie cząstek stałych. Skoncentrowane ciekłe preparaty mleka według niniejszego wynalazku zawierają od 0,1 do 12% tłuszczu i od 25 do 40% ogólnie fazy stałej. W typowym przykładzie, preparat zawiera 4% tłuszczu i 30% ogólnie fazy stałej. Skoncentrowane preparaty mleczne są odpowiednie do spieniania przy zastosowaniu niskociśnieniowej maszyny, jak zostanie to dalej opisane. W szczególności, spienianie mleka osiąga się przy ciśnieniach poniżej 200 kPa, korzystnie około 150 kPa stosując nabój według czwartego przykładu wykonania opisanego powyżej.

Nabój według czwartego przykładu wykonania jest także korzystny w dozowaniu ciekłych produktów kawy.

Stwierdzono, że przykłady wykonania naboju do napoju według niniejszego wynalazku korzystnie zapewniają lepszą konsystencję parzonego napoju w porównaniu ze znanymi nabojami. W pokazanej poniżej Tabeli 1 przedstawiono wyniki wydajności parzenia dla dwudziestu próbek każdego z nabojów A i B zawierających paloną i mieloną kawę. Nabój A jest nabojem do napoju według pierwszego przykładu wykonania niniejszego wynalazku. Nabój B jest nabojem ze stanu techniki opisanym w dokumencie zgłaszającego WO01/58786. Współczynnik załamania parzonego napoju jest mierzony w jednostkach Brix i przeliczony na procenty rozpuszczalnych cząstek stałych (%SS) przy użyciu znormalizowanych tabel i formuły. W przykładzie poniżej:

%SS = 0,7774*(wartość w Brix) + 0,0569 % wydajności = (%SS*objętość parzenia (g))/(100*ciężar kawy(g))

T a b e l a 1 Nabój A

Próbka	Objętość parzenia (g)	Waga kawy (g)	Brix	% SS	% wydajności
1	2	3	4	5	6
1	105,60	6,5	1,58	1,29	20,88
2	104,24	6,5	1,64	1,33	21,36
3	100,95	6,5	1,67	1,36	21,05

PL 204 651 B1 cd. tabeli 1

1	2	3	4	5	6
4	102,23	6,5	1,71	1,39	21,80
5	100,49	6,5	1,73	1,40	21,67
6	107,54	6,5	1,59	1,29	21,39
7	102,70	6,5	1,67	1,36	21,41
8	97,77	6,5	1,86	1,50	22,61
9	97,82	6,5	1,70	1,38	20,75
10	97,83	6,5	1,67	1,36	20,40
11	97,60	6,5	1,78	1,44	21,63
12	106,64	6,5	1,61	1,31	21,47
13	99,26	6,5	1,54	1,25	19,15
14	97,29	6,5	1,59	1,29	19,35
15	101,54	6,5	1,51	1,23	19,23
16	104,23	6,5	1,61	1,31	20,98
17	97,50	6,5	1,73	1,40	21,03
18	100,83	6,5	1,68	1,36	21,14
19	101,67	6,5	1,67	1,36	21,20
20	101,32	6,5	1,68	1,36	21,24
	ŚREDNIA	20,99

Nabój B

Próbka	Ilość mieszanki (g)	Waga kawy (g)	Stopień Brixa	% rozpuszczalnych stałych	% wydajności
1	2	3	4	5	6
1	100,65	6,5	1,87	1,511	23,39
2	95,85	6,5	1,86	1,503	22,16
3	98,40	6,5	1,80	1,456	22,04
4	92,43	6,5	2,30	1,845	26,23
5	100,28	6,5	1,72	1,394	21,50
6	98,05	6,5	2,05	1,651	24,90
7	99,49	6,5	1,96	1,581	24,19
8	95,62	6,5	2,30	1,845	27,14
9	94,28	6,5	2,17	1,744	25,29
10	96,13	6,5	1,72	1,394	20,62
11	96,86	6,5	1,81	1,464	21,82
12	94,03	6,5	2,20	1,767	25,56
13	96,28	6,5	1,78	1,441	21,34
14	95,85	6,5	1,95	1,573	23,19
15	95,36	6,5	1,88	1,518	22,28
16	92,73	6,5	1,89	1,526	21,77

PL 204 651 B1 cd. tabeli

1	2	3	4	5	6
17	88,00	6,5	1,59	1,293	17,50
18	93,50	6,5	2,08	1,674	24,08
19	100,88	6,5	1,75	1,417	22,00
20	84,77	6,5	2,37	1,899	24,77
	ŚREDNIA	23,09

Przeprowadzona analiza statystyczna testu T powyższych danych dała następujące wyniki: Tabela 2

Test T: Podwójne próbkowanie przy założeniu równych wariancji % wydajność (Nabój A) % wydajność (Napój B)

Średnia	20,99	23,09
Wariancja	0,77	5,04
Spostrzeżenia	20	20
Wariancja Sumaryczna	2,90
Hipotetyczna Średnia
Różnica	0
df	38
t statystyczne	-3,90
P(T<=t) test T dla jednej próby	0,000188
t krytyczne test T dla jednej próby	1,686
P(T<=t) test T dla prób zależnych (sparowanych) 0,000376
t krytyczne test T dla prób zależnych
(sparowanych)	2,0244
Odchylenie Standardowe	0,876	2,245
Analiza wykazuje, że zgodność % wydajności,	która jest porównywalna z mocą parzenia, dla

nabojów niniejszego wynalazku jest znacznie lepsza (przy poziomie ufności 95%) niż nabojów ze stanu techniki, przy odchyleniu standardowym 0,88% w porównaniu z 2,24%. To oznacza, że napoje zaparzone za pomocą nabojów według niniejszego wynalazku mają bardziej powtarzalne i jednorodne moc parzenia. Jest to preferowane przez konsumentów, którzy wolą, aby ich napoje smakowały zawsze tak samo i nie chcą dowolnych zmian mocy napoju.

Materiały nabojów opisane wyżej mogą być wyposażone w powłokę barierową dla polepszenia ich odporności na wpływ tlenu i/lub wilgoci i/lub innych zanieczyszczeń. Powłoka barierowa może także poprawiać odporność na przecieki składników napoju z komory magazynowej naboju i/lub zmniejszać stopień wypłukiwania ekstrahentów z materiału naboju, które mogą niekorzystnie wpływać na składniki napoju. Powłoka barierowa może być z materiału wybranego z grupy obejmującej PET, poliamid, EVOH, PVDC lub materiałów metalizowanych. Powłoka barierowa może być nakładana wieloma technikami, włącznie, ale nie ograniczając do, z osadzaniem z fazy gazowej, osadzaniem próżniowym, osadzaniem plazmowym, wyciskaniem współbieżnym, wykładaniem w formie i dwu lub wieloetapowym kształtowaniem.

Maszyna 201 do przygotowywania napojów według wynalazku, do zastosowania z powyżej przedstawionymi nabojami, jest pokazana na fig. 35 do 45. Maszyna 201 do przygotowywania napojów ogólnie zawiera obudowę 210 zawierająca zbiornik wody 220, ogrzewacz wody 225, pompę wody 230, sprężarkę powietrza 235, procesor sterujący, interfejs użytkownika 240 i głowicę 250 na nabój. Głowica 250 na nabój ogólnie zawiera uchwyt 251 do naboju do utrzymywania, podczas stosowania, naboju 1 do napoju, środków rozpoznawania naboju 252 i elementu przekłuwającego wlotowego 253 i wylotowego 254 do kształtowania, podczas użycia, wlotu 121 i wylotu 122 w naboju 1 do napoju.

Obudowa 210 zawiera i utrzymuje w położeniu inne części składowe maszyny. Obudowa 210 korzystnie jest wykonana w całości lub w części z trwałego tworzywa sztucznego, takiego jak ABS. Alternatywnie, obudowa 210 może być wykonana w całości lub w części z metalu, takiego jak stal nierdzewna lub aluminium. Obudowa 210 ma korzystnie kształt skorupy małży i zawiera przednią połówkę 211 i tylną połówkę 212, które umożliwiają dostęp podczas montażu do mocowania części składowych maszyny 201 i mogą potem być złączone tworząc wnętrze 213 obudowy 210. Tylna połówka 212 ma wgłębienie 214 do mocowania zbiornika wody 220. Obudowa 210 jest ukształtowana z elementami

PL 204 651 B1 takimi, jak zaczepy, występy oporowe, nadlewy i części gwintowane, do utrzymywania części składowych maszyny 201 w położeniu bez potrzeby oddzielnej podpory montażowej. Zmniejsza to całkowity koszt i ciężar maszyny 201. Podstawa 215 obudowy 210 jest korzystnie wyposażona w nóżki do stabilnego ustawiania na nich maszyny. Alternatywnie, sama podstawa 215 może mieć kształt tworzący stabilną podporę.

Przednia połówka 211 obudowy 210 zawiera stanowisko dozowania 270, gdzie odbywa się wydzielanie napoju. Stanowisko dozowania 270 zawiera podwyższenie 271 na naczynie odbierające, mające puste wnętrze tworzące tacę ściekową 272. Górna powierzchnia 273 podwyższenia jest wyposażona w ruszt 274, na którym jest ustawiane naczynie odbierające. Taca ściekowa 272 jest odłączalna od obudowy 210 dla ułatwienia opróżniania z zebranej wody. W przedniej połówce, powyżej podwyższenia 271 na naczynie odbierające, jest ukształtowane wgłębienie 275 o wymiarach zapewniających mieszczenie tego naczynia.

Głowica 250 na nabój jest usytuowana na górze obudowy 210 powyżej stanowiska dozowania, jak pokazano na fig. 35 i 36. Korzystnie, wysokość rusztu 274 względem głowicy 250 na nabój może być regulowana do mieszczenia pojemników o różnych wielkościach. Korzystne jest, aby pojemnik odbierający był możliwie najbliżej głowicy 250 na nabój, przy jednoczesnym umożliwieniu wkładania i usuwania go ze stanowiska dozowania 270 tak, aby zminimalizować wysokość pokonywana, przez napój zanim zetknie się on z pojemnikiem odbierającym. To sprzyja zmniejszeniu rozlewania i rozpryskiwania napoju i zmniejsza straty zawartych pęcherzyków powietrza, gdy one występują w napoju.

Korzystnie, może być umieszczany pojemnik odbierający o wysokości od 70 mm do 110 mm pomiędzy rusztem 274 i głowicą 256 na nabój. Interfejs użytkownika 240 maszyny jest umieszczony z przodu obudowy 210 i zawiera przycisk start/stop 241 i wiele wskaźników stanu 243-246.

Wskaźniki stanu 243-246 korzystnie zawierają emitującą światło diodę (LED) 243 do wskazywania gotowości maszyny 201, diodę LED 244 do wskazywania błędu występującego w działaniu maszyny 201, i co najmniej jedną diodę LED 245-256 do wskazywania czy maszyna 201 jest uruchamiana w trybie ręcznym czy automatycznym. Diody LED 243-246 mogą być sterowane do świecenia ze stałą intensywnością, do migania okresowego lub działania w obu trybach zależnie od stanu maszyny 201. Diody LED 243-246 mogą mieć różne kolory, na przykład zielony, czerwony i żółty.

Przycisk start/stop 241 steruje rozpoczęciem cyklu roboczego i jest uruchamianym ręcznie przyciskiem, przełącznikiem lub podobnym.

Może być zastosowany sterownik regulacji objętości dla umożliwienia użytkownikowi maszyny 201 ręcznej regulacji objętości dostarczanego napoju bez zmieniania innych właściwości roboczych. Korzystnie, sterownik regulacji objętości umożliwia dostosowanie objętości o plus lub minus 20%. Sterownik regulacji objętości może być obrotowym pokrętłem, liniowym suwakiem, cyfrowym czytnikiem z przyciskami zwiększającymi i zmniejszającymi, lub tym podobnymi. Częściej, objętość jest regulowana przez uruchamianie przez użytkownika przycisku start/stop 241.

Na maszynie 201 może być umieszczony ręczny przełącznik energii (nie pokazany). Alternatywnie, dostarczanie energii może być sterowane po prostu przez włożenie lub usunięcie wtyczki elektrycznej do głównego źródła energii.

Zbiornik wody 220 jest umieszczony z tyłu obudowy 210 i jest połączony z tylną połówką 212 obudowy 210. Zbiornik wody 220 zawiera ogólnie cylindryczny korpus 221, który może być prostym walcem lub stożkiem, gdy jest to wymagane ze względów estetycznych. Zbiornik wody ma wlot do napełniania zbiornika wodą, który jest zamykany przy używaniu ręcznie zdejmowaną przykryciem laminatowym 222. Wylot jest usytuowany w dolnym końcu zbiornika, który jest połączony z pompą wody 230. Zbiornik wody 220 może być wykonany z przezroczystego lub półprzezroczystego materiału, co umożliwia konsumentowi widzenie ilości wody pozostającej w zbiorniku. Alternatywnie, zbiornik wody 220 może być wykonany z materiału nieprzezroczystego, ale wtedy posiada okno do oglądania. Ponadto, albo zamiast powyższego, zbiornik wody 220 może być wyposażony w czujnik poziomu, który zapobiega działaniu pompy wodny 230 i alternatywnie uruchamia wskaźnik ostrzegawczy, taki jak dioda LED, gdy poziom wody w zbiorniku opada poniżej określonego poziomu. Zbiornik wody 220 korzystnie ma wewnętrzną pojemność około 1,5 litra.

Pompa wody 230 jest roboczo włączona pomiędzy zbiornik wody 220 i ogrzewacz wody 225, jak pokazano schematycznie na fig. 43 i jest sterowana procesorem sterującym. Pompa zapewnia przepływ wody o maksymalnej szybkości 900 ml/min. pod ciśnieniem ograniczonym do 200 kPa. Szybkość przepływu wody przez maszynę 201 może być sterowana przez procesor sterujący do wielkości stanowiącej procentową część maksymalnej prędkości przepływu pompy przez przerywanie

PL 204 651 B1 cyklu zasilania elektrycznego pompy. Korzystnie pompa może być napędzana z wydatkiem 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% lub 100% maksymalnej szybkości przepływu. Dokładność objętości pompowanej wody jest + lub - 5%, co prowadzi do dokładności + lub - 5% końcowej objętości dozowanego napoju. Odpowiednia pompa jest pompą Evolution EP8 produkowana przez Ulka S.r.l. (Pavia, Włochy). Czujnik objętościowego przepływu (nie pokazany) jest korzystnie zastosowany w przewodzie przepływu albo przed albo za pompą wody 230. Korzystnie, czujnik objętościowego przepływu jest czujnikiem obrotowym.

Ogrzewacz wody 225 jest usytuowany we wnętrzu obudowy 210. Ogrzewacz wody 225 ma moc grzewczą 1550 W i jest w stanie nagrzać wodę otrzymaną z pompy wody 230 od temperatury początkowej około 20°C do temperatury roboczej około 85°C w ciągu 1 minuty. Korzystnie, czas przerwy pomiędzy końcem jednego cyklu roboczego i rozpoczęciem następnego cyklu roboczego przez ogrzewacz 225 jest mniejszy niż 10 sekund. Ogrzewacz utrzymuje wybraną, temperaturę w czasie cyklu roboczego w zakresie + lub - 2°C. Jak omówiono dalej, woda do cyklu roboczego może być dostarczana do głowicy 250 z nabojem w temperaturze 83°C lub 93°C. Ogrzewacz 225 jest w stanie szybko dostosowywać temperaturę dostarczania do 83°C lub 93°C od temperatury nominalnej wody 85°C. Ogrzewacz 225 zawiera wyłącznik przegrzania, który wyłącza ogrzewacz, jeżeli temperatura przewyższa 98°C. Woda z ogrzewacza 225 jest dostarczana do głowicy 250 i naboju 1 przez zawór trójdrogowy. Jeżeli ciśnienie przepływu wody jest akceptowane, woda przechodzi do naboju 1. Jeżeli ciśnienie jest niższe lub wyższe od ustalonych granic wtedy woda jest dostarczana za pomocą zaworu trójdrogowego do zbiornika zwrotnego tacy ściekowej na stanowisku dozowania 270.

Sprężarka powietrza 235 jest roboczo połączona z głowicą 250 na nabój poprzez jednodrogowy zawór i jest sterowana poprzez procesor sterujący. Sprężarka powietrza 235 zapewnia maksymalną szybkość przepływu powietrza 500 ml/min. przy ciśnieniu 100 kPa. Podczas pracy, objętość robocza 35 ml jest sprężana do 200 kPa. Korzystnie, sprężarka powietrza 235 może wytwarzać dwie szybkości przepływu: szybki (lub maksymalny) przepływ i wolny przepływ.

Procesor sterujący maszyny 201 do przygotowywania napoju zawiera moduł przetwarzający i pamięć. Procesor sterujący jest połączony roboczo z ogrzewaczem wody 225, pompą wody 230, sprężarką powietrza 235 i interfejsem użytkownika 240.

Pamięć procesora sterującego obejmuje co najmniej jedną zmienną dla co najmniej jednego parametru roboczego maszyny 201 do przygotowywania napoju. W przedstawionym przykładzie wykonania, parametrami roboczymi są temperatura wody przechodzącej przez nabój 1 do napoju podczas etapu roboczego, szybkość ładowania naboju 1 do napoju, obecność lub brak etapu namakania, całkowita objętość wydzielanego napoju i szybkość przepływu oraz okres etapu oczyszczania.

Zmienne parametrów roboczych są przechowywane w pamięci. Nabój 1 zawiera kod umieszczony na, lub w, naboju 1 przedstawiający parametry wymagane do optymalnego dozowania napoju w tym naboju 1. Kod jest w formacie binarnym i zawiera wiele bitów danych odpowiadających zmiennym przechowywanym w pamięci procesora sterującego. Tabela 3 przedstawia, jak 13 bitów danych może być zastosowanych do przedstawiania koniecznych zmiennych parametrów roboczych opisanych powyżej.

T a b e l a 3

Bit	Parametr	Opis
1	2	3
0 & 1	Temperatura wody	00 = zimne 01 = gorące 10 = 83°C 11 = 93°C
2 & 3	Ładownie naboju	00 = szybkie ładowanie z namaczaniem 01 = szybkie ładowanie bez namaczania 10 = wolne ładowanie z namaczaniem 11 = wolne ładowanie bez namaczania

PL 204 651 B1 cd tabeli 3

1	2	3
4, 5, 6 & 7	Pojemność napoju	0000 = 50 ml 0001 = 60 ml 0010 = 70 ml 0011 = 80 ml 0100 = 90 ml 0101 = 100 ml 0110 = 110 ml 0111 = 130 ml 1000 = 150 ml 1001 = 170 ml 1011 = 210 ml 1100 = 230 ml 1101 = 250 ml 1110 = 275 ml 1111 = 300 ml
8, 9 & 10	Szybkość przepływu	000 = 30% 001 = 40% 010 = 50% 011 = 60% 100 = 70% 101 = 80% 110 = 90% 111 = 100%
11 & 12	Oczyszczenie	00 = wolny przepływ/krótki okres 01 = wolny przepływ/długi okres 10 = szybki przepływ/krótki okres 11 = szybki przepływ/długi okres

Kod na lub w naboju 1 zwykle zawiera co najmniej jedne dodatkowe bity danych do sprawdzania błędu. W jednym przykładzie jest zastosowany kod 16 bitowy. Na przykład, stosując zmienne wymienione w Tabeli 3, nabój 1 oznaczony kodem „1000100011110 będzie miał następujące parametry robocze:

Temperatura wody 83°C 00 Szybkie ładowanie z namaczaniem

1000 Objętość dozowanego napoju 150 ml

111 Szybkość przepływu równa 100%

Szybkie oczyszczanie przepływem powietrza/krótki okres

Tak więc, w przeciwieństwie do innych maszyn do przygotowywania napojów, pamięć procesora sterującego nie przechowuje instrukcji roboczych dla nabojów z napojami opartych na typie naboju, to jest instrukcji dla naboju kawy, instrukcji dla naboju czekolady, instrukcji dla naboju herbaty, itp. Zamiast tego, pamięć procesora sterującego przechowuje zmienne do dostosowywania indywidualnych parametrów roboczych cyklu roboczego. Ma to wiele zalet. Po pierwsze, można stosować sterowania cyklem dozowania na wyższym poziomie. Na przykład mogą być zastosowane nieco różniące się parametry robocze do różnych ziarnistości lub mieszanek kawy zamiast stosowania tych samych parametrów dla wszystkich typów kawy. Wcześniejsze rozwiązania kodowania polegające na przechowywaniu instrukcji poprzez typ naboju, a nie poprzez indywidualne parametry są nieodpowiednie do takich subtelnych różnic w cyklach roboczych dla podobnych typów napojów, ponieważ szybciej wyczerpują one dostępny obszar magazynowy w środku kodującym i procesorze sterującym. Po drugie, sposób kodowania według niniejszego wynalazku umożliwia stosowanie nabojów nowych typów napoju we wcześniej istniejących maszynach do przygotowywania napojów nawet, gdy parametry robocze dla cyklu roboczego związanego z nowym nabojem 1 napoju zostały ustalone po sprzedaży maszyny 201 do przygotowywania napojów. Jest tak dlatego, ponieważ procesor sterujący maszyny 201 do przygotowywania napojów nie musi rozpoznawać, że napój jest nowego typu. Raczej ustala się parametry robocze cyklu roboczego bez bezpośredniego odniesienia do typu napoju. Stąd, sposób kodowania według niniejszego wynalazku zapewnia wyjątkową wsteczną zgodność maszyny do przygotowywania napojów z typami napojów. W przeciwieństwie do tego, w znanych maszynach, wytwórca

PL 204 651 B1 jest ograniczony do dozowania nowego typu napoju przy użyciu jednego z wcześniej istniejących cykli, jakie są określone dla maszyn znajdujących się na rynku.

Głowica 250 na nabój jest pokazana na fig. 39 do 42. Uchwyt 251 naboju głowicy 250 zawiera utwierdzoną dolną część 255, obrotową górną część 256 i obrotową oprawę 257 naboju usytuowaną pomiędzy utwierdzoną dolną częścią 255 i obrotową górną częścią 256. Dolna część 255, obrotowa górna część 256 i obrotowa oprawa 257 naboju są obrotowe wokół wspólnej zawiasowej osi 258. Figury 39 do 42 ukazują uchwyt 251 naboju z niektórymi częściami składowymi maszyny 201 pominiętymi dla przejrzystości.

Obrotowa górna część 256 i obrotowa oprawa 257 naboju są przemieszczone względem utwierdzonej dolnej części 255 za pomocą mechanizmu zaciskającego 280. Mechanizm zaciskający 280 zawiera dźwignię zaciskającą mającą człony lub części pierwszą i drugą. Pierwszą część dźwigni zaciskającej stanowi U-kształtne ramię 281, które jest obrotowo zamontowane na górnej części 256 w dwóch pierwszych punktach przegubowych 283, po jednym z każdej strony na uchwycie 251 naboju.

Druga część dźwigni zaciskającej zawiera dwa mimośrodowe ramiona 282, po jednym na każdym boku uchwytu 251 naboju, które są obrotowo zamontowane do górnej części 256 w drugim punkcie przegubowym 285 usytuowanym na osi zawiasowej 258 łączącej górną część 256 z dolną częścią 255. Każde mimośrodowe ramię 282 jest podwójnym członem zawierającym cylinder 282a, trzpień 282b i sprężystą tuleję 282c. Cylinder 282a ma wewnętrzny otwór i jest obrotowo zamontowane na jednym końcu osi zawiasowej 258. Pierwszy koniec trzpienia 282b jest suwliwie umieszczony w otworze cylindra 282a. Przeciwny koniec trzpienia 282b jest obrotowo zamontowany do u-kształtnego ramienia 281 w trzecim punkcie przegubowym 286. Trzecie punkty przegubowe 286 są odłączone od górnej części 256 i dolnej części 255, lub swobodnie ruchome względem nich. Sprężysta tuleja 282c jest zamontowana na zewnątrz trzpienia 282b i rozciąga się, podczas stosowania, pomiędzy powierzchniami oporowymi cylindra 282a i trzpieniem 282b. Sprężysta tuleja 282c akomoduje skrócenie mimośrodowego ramienia 282, ale wymusza wysunięte położenie mimośrodowego ramienia 282. Ruch trzeciego punktu przegubowego 286 do i od osi zawiasowej 258 jest więc możliwy poprzez względny ruch trzpieni 282b w cylindrach 282a. Sprężyste tuleja 282c są korzystnie ukształtowane z silikonu.

U-kształtne ramię 281 rozciąga się wokół przodu uchwytu 251 naboju i zawiera dwa zwisające do dołu człony hakowe 287, po jednym po każdej stronie uchwytu 251 naboju, z których każdy ma powierzchnię krzywkową zwróconą do osi zawiasowej 258. Nieruchoma dolna część 255 uchwytu 251 naboju jest wyposażona w dwa występy 259 lub zaczepy usytuowane po jednym po każdej stronie dolnej części 255 na jej przedniej krawędzi 260 lub w pobliżu i ustawione w jednej linii z członami hakowymi 287.

Jak pokazano na fig. 39, u-kształtne ramię 281 może być uformowane jako jednoczęściowa kształtka z tworzywa sztucznego zawierająca ergonomiczny chwyt dla ręki i człony hakowe 287 integralnie z nim ukształtowane.

Oprawa 257 naboju jest zamontowana obrotowo pomiędzy częściami górną 255 i dolną 256 uchwytu 251 naboju. Oprawa 257 jest wyposażona w zasadniczo okrągłe wgłębienie 290, w którym umieszcza się podczas stosowania nabój 1 do napoju. Wgłębienie 290 zawiera wklęśnięcie 291 do umieszczenia rączki 24 naboju 1 do napoju, które także działa zapobiegając obrotowi naboju 1 w uchwycie 251. Oprawa 257 naboju jest sprężynująca względem nieruchomej dolnej części 255 tak, że w otwartym położeniu, jak pokazano na fig. 41, jest wymuszony brak styku oprawy 257 naboju z członami elementu przekłuwającego wylotowego 254 i wlotowego 253. Oprawa 257 jest wyposażona w otwór 292 do umieszczania elementu przekłuwającego wlotowego 253 i wylotowego 254 i głowicy 300 środków rozpoznawania naboju 252, kiedy oprawa 257 jest przemieszczana do zamkniętego położenia.

Górna część 255 ma ogólnie okrągły korpus 310 mieszczący okrągłe okno wizyjne 312, przez które konsument może widzieć nabój 1 napoju podczas cyklu roboczego i także może widzieć, czy nabój 1 jest umieszczony w maszynie 201. Okno wizyjne 312 ma kształt miseczkowy ze skierowanym do dołu obrzeżem 311, które styka i chwyta kołnierz 35 naboju 1 na napój z dolną częścią 256 przy zamkniętym uchwycie 251 naboju. Jednocześnie okno wizyjne 312 styka się z zamkniętym wierzchem 11 naboju 1. Sprężyna w kształcie fali (nie pokazana) jest umieszczona pomiędzy oknem wizyjnym 312 i okrągłym korpusem 310 zapewniając przemieszczenie okna wizyjnego 312 osiowo względem korpusu w nieznacznym zakresie. Nacisk wywierany przez obrzeże 311 na kołnierz 315 i przez okno wizyjne 312 na zamknięty wierzch 11 zapewnia szczelne dla płynów połączenie pomiędzy nabojem 1 i uchwytem 251 naboju.

PL 204 651 B1

Dolna część 255 zawiera elementy przekłuwające wlotowy 253 i wylotowy 254 i głowicę 300 środków rozpoznawania naboju 252. Element przekłuwający wlotowy 253 stanowi rurka 261 w postaci igły mająca zaostrzony koniec 261a do dziurawienia przykrycia laminatowego 5 naboju 1 podczas stosowania. Element przekłuwający wlotowy 253 jest połączony przepływowo z przewodem wodnym 262, jak pokazano na fig. 42, który przechodzi przez dolną część 255 i jest połączony z przewodem wylotowym 262 ogrzewacza wody 225. Element przekłuwający wylotowy 254 jest podobnego typu z elementem przekłuwającym wylotowym opisanym w patentach europejskich EP0289141 i EP0334572 i zawiera otwarty na końcach cylinder 264 o przekroju kołowym lub o zarysie w kształcie litery D, mający średnice większe niż rynna spustowa 43. Łukowa część 265 górnego końca elementu przekłuwającego wylotowego 254 jest ząbkowana do dziurawienia i ewentualnie nacinania laminatu naboju 1. Pozostała część górnego końca jest wycięta wzdłużnie do cylindra co najmniej do podstawy zębów 266 ząbkowanej części, aby zaginać lub odciągać nacięte przykrycie laminatowe 5 od otworu wylotowego zanim napój zostanie przez niego wydzielany. Element przekłuwający wylotowy 254 nacina przykrycie laminatowe 5 od zewnątrz rynny spustowej 43 i, kiedy oprawa 257 jest zamknięta, jest usytuowany w pierścieniu pomiędzy rynna spustową 43 i zewnętrzną rurą 42 cylindrycznego leja 40. Element przekłuwający wylotowy 254 zagina nacięte przykrycie laminatowe 5 do pierścienia. Przez to, element przekłuwający wylotowy 254 i wycięte przykrycie laminatowe 5 są utrzymywane z dala od drogi wydzielanego napoju.

Element przekłuwający wylotowy 254 jest otoczony przez występ 254a, który jest podniesiony względem jego otoczenia o 0,5 mm.

Korzystnie, element przekłuwający wylotowy 254 może być odłączany od dolnej części 255 umożliwiając jego dokładne wyczyszczenie, na przykład w zmywarce. Usuwalny element przekłuwający wylotowy 254 jest umieszczony we wgłębieniu 267 w dolnej części 255, gdzie jest on osadzony. Element przekłuwający wlotowy 253 i/lub element przekłuwający wylotowy 254 mogą być wykonane z metalu, takiego jak stal nierdzewna, lub z tworzywa sztucznego. Korzystnie, zastosowanie elementów nacinających z tworzywa sztucznego jest możliwe, gdy stosuje się przykrycie laminatowe 5, które może być nakłute i nacięte niemetalowym materiałem. Konsekwentnie, elementy przekłuwające 253, 254 mogą być wykonane jako mniej ostre, co obniża ryzyko skaleczenia przez konsumenta. Ponadto, elementy przekłuwające z tworzywa sztucznego nie podlegają rdzewieniu. Korzystnie, element przekłuwający wlotowy 253 i element przekłuwający wylotowy 24 są ukształtowane jako jeden, integralny zespół, który jest usuwalny z dolnej części 255.

W użyciu, dolna część 256 uchwytu 251 naboju jest przemieszczana od położenia otwartego, w którym jest ona ustawiona pionowo lub w kierunku pionowym, jak pokazano na fig. 36, do położenia zamkniętego, w którym jest ona ustawiona zasadniczo poziomo i w połączona z nieruchomą dolną częścią 255 i oprawą 257 naboju. Górna część 256 jest przemieszczana od położenia otwartego do zamkniętego poprzez działanie dźwigni zaciskającej. W celu zamknięcia górnej części 256, użytkownik chwyta dźwignię zaciskającą za pomocą u-kształtnego ramienia 281 i ciągnie do dołu. W konsekwencji, górna część 256 obraca się, co najpierw doprowadza obrzeże 311 okna wizyjnego do styku z kołnierzem 35 naboju 1 umieszczonego w jego oprawie 257, a samo okno wizyjne 312 do styku z zamkniętym wierzchem 11 naboju. Kontynuowany obrót górnej części 256 obraca górną część 256 i oprawę 257 naboju do dołu do styku z dolną częścią 255. Dalszy obrót u-kształtnego ramienia 281 powoduje, że u-kształtne ramię 281 obraca się względem górnej części 256 i dolnej części 255 powodując sprzężenie członów hakowych 287 górnej części 256 z występami 259 dolnej części 255 przy przemieszczaniu powierzchni krzywkowych 288 po występach 259. Podczas tego ostatniego etapu obrotu nabój 1 jest ściskany pomiędzy oprawa 257 i oknem wizyjnym 312. Wskutek tego, okno wizyjne 312 jest przemieszczane osiowo względem okrągłego korpusu 310 górnej części 256 przeciwko dociskowi sprężyny falowej. Ten ruch umożliwia zniwelowanie tolerancji naboju 1 do napojów i maszyny do przygotowywania napojów i zapewnia, że ilość siły dociskającej przyłożonej do naboju jest utrzymywana w akceptowanym zakresie. Siła zaciskająca mechanizmu, która jest zmniejszana przez działanie sprężyny falowej, zapewnia nacisk zaciskający na nabój od 130 do 280 N. Korzystnie, siła jest około 200 N. Siła mniejsza niż około 130 N nie zapewnia odpowiedniego uszczelnienia, zaś siła większa niż około 280 N prowadzi do plastycznego odkształcenia części składowych naboju 1. Podczas zamykania głowicy naboju przykrycie laminatowe 5 naboju 1 jest naprężane, gdy dochodzi do jego styku z półką 254a otaczającą element przekłuwający wylotowy 254, który powoduje odgięcie przykrycia laminatowego 5 od płaszczyzny, gdy dalszy koniec zewnętrznej rury 42 cylindrycznego leja jest przemieszczony do góry o 0,5 mm względem kołnierza 35. Ten ruch także zapewnia, że większa

PL 204 651 B1 cześć siły ściskającej przyłożonej do naboju działa w środkowym obszarze naboju 1 poprzez przenoszący obciążenie wewnętrzny człon 3. W zamkniętym położeniu nabój 1 jest, więc, zaciśnięty wokół kołnierza 35 za pomocą obrzeża 311 okna wizyjnego 312 i nieruchomo uchwycony pomiędzy zamkniętym wierzchem 11 naboju i zewnętrzną rurą 42 członu wewnętrznego 3 w skutek styku z oknem wizyjnym 312 i półką 254a. Te siły zaciskające pomagają zapobiegać uszkodzeniom naboju 1 podczas zwiększania ciśnienia i także zapewniają, że człon wewnętrzny 3 i człon zewnętrzny 2 są pewnie osadzone względem siebie i w związku z tym zamierzone wymiary wszystkich wewnętrznych kanałów i otworów są utrzymywane nawet podczas zwiększania wewnętrznego ciśnienia.

Pomiędzy punktami przegubowymi pierwszym 283 i drugim 285 uchwytu 251 naboju może być poprowadzona wyimaginowana linia odniesienia. Jak widać na fig. 41 w położeniu otwartym na boku tej linii odniesienia najbliżej nieruchomej dolnej części 255 są usytuowane trzecie punkty przegubowe 286. Gdy górna część 256 osiąga położenie zamknięte, trzecie punkty przegubowe 286 dźwigni zaciskającej przechodzą przez linie odniesienia łącząc punkty przegubowe pierwszy 283 i drugi 285 po przeciwnych bokach linii najdalej od nieruchomej dolnej części 255. W konsekwencji u-kształtne ramię 281 zatrzaskuje się od pierwszego stabilnego położenia do drugiego stabilnego położenia. Temu działaniu zatrzaskiwania towarzyszy skrócenie mimośrodowych ramion 282 i w związku z tym ściśnięcie sprężystych tulei 282c. Gdy trzecie punkty przegubowe 286 przejdą przez wyimaginowaną linie odniesienia, wtedy następuje przywrócenie stanu sprężystych tulei 282c w celu kontynuowania ruchu trzecich punktów przegubowych 286 dalej od wyimaginowanej linii odniesienia. Dźwignia zaciskająca ma więc działanie podwójnie ustabilizowane dzięki temu, że ta dźwignia jest stabilna w położeniach otwartym lub zamkniętym, ale jest niestabilna w punkcie, w którym trzecie punkty przegubowe 286 są ułożone na wyimaginowanej linii odniesienia łączącej punkty przegubowe pierwszy 283 i drugi 285. Tak więc, działanie zatrzaskujące linii zaciskającej zapewnia pewny mechanizm zamykania, który prowadzi do ostatecznego działania zamykania, gdzie w końcowych etapach obrotu dźwigni zaciskającej działanie zatrzaskujące u-kształtnego ramienia 281 i drugich ramion 284 wymusza pewny styk członów hakowych 287 z występami 259. Dodatkowo sprężyste tuleje 282c zapewniają opór w otwieraniu górnej części 256, ponieważ jest wymagana minimalna siła do ściśnięcia tulei 282c wystarczająco, aby przemieścić trzecie punkty przegubowe 286 z powrotem na linię odniesienia łączącą punkty przegubowe pierwszy 283 i drugi 285. Korzystnie, wzajemne sprzężenie członów hakowych 287 i występów 259 zabezpiecza przed oddzieleniem części górnej i dolnej innym niż przez obrót dźwigni zaciskającej. To jest użyteczne dla zapobiegania otwieraniu głowicy 250 naboju podczas działania, kiedy głowica 250 naboju jest poddawana zwiększającemu się wewnętrznemu ciśnieniu. Zadaniem środków rozpoznawania naboju 252 jest umożliwienie rozpoznawania typu naboju 1 umieszczonego w maszynie 201, aby odpowiednio dostosować jeden lub więcej parametrów roboczych. W typowym przykładzie wykonania środki rozpoznawania naboju 252 zawierają optyczny czytnik kodu paskowy, który odczytuje nadrukowany kod paskowy 320 umieszczony na przykryciu laminatowym 5 naboju 1, jak pokazano na fig. 45. Kod paskowy 320 jest ukształtowany z wielu pasków w kontrastowych kolorach. Korzystnie paski są czarne na białym tle w celu zwiększenia kontrastu. Kod paskowy 320 nie musi być dopasowany do publikowanych norm, ale powinien mieć format standardowy dla kodów paskowych taki jak EAN-13, UPC-A lub mieć odstępy od 2 do 5. Optyczny czytnik kodu paskowego zawiera co najmniej jedną diodę LED 321 do oświetlania kodu paskowego 320, soczewki ogniskujące 322 do przejmowania obrazu kodu paskowego, urządzenie sprzęgnięte z ładunkiem 323 (CCD) do wytwarzania sygnału elektrycznego przedstawiającego przejęty obraz i obwody pomocnicze dla diod i CCD. Przestrzeń w dolnej części do umieszczania czytnika kodu paskowego jest ograniczona. Mogą być zastosowane zwierciadło lub zwierciadła 324 do odbijania światła od diod LED 321 do soczewek ogniskujących, które nie są usytuowane w dolnej części 255. Schematyczne układy są pokazane na fig. 44a i 44b. Dolna część 255 zawiera otwór 326, który ma tę samą wielkość co kod paskowy 320 na naboju 1 do napoju. Podczas użycia wytwarzane sygnały elektryczne są dekodowane przez oprogramowanie przetwarzające sygnał i wyniki są przesyłane do procesora sterującego. Program może rozpoznawać czy odczyt kodu paskowego zawierał błędy. Kod paskowy 320 może być ponownie skanowany wiele razy tak długo jak konsumentowi jest przedstawiana błędna informacja. Jeżeli maszyna 201 nie jest w stanie odczytać kodu paskowego konsument może użyć naboju 1 do dozowania napoju stosując ręczny tryb uruchamiania.

Głowica 250 naboju także zawiera czujnik naboju do wykrywania czy nabój jest obecny w uchwycie 251 naboju. Głowica 250 naboju zawiera także czujnik zablokowania, który wykrywa czy uchwyt 251 naboju jest właściwie zamknięty.

PL 204 651 B1

Korzystnie czujnik zablokowania stanowi mikro-przełącznik, który jest włączany, kiedy uchwyt 251 naboju jest zamknięty i zablokowany. Korzystnie czujnik naboju i czujnik zablokowania są połączone szeregowo tak, że wyjście z obu czujników musi być pozytywne, tj. nabój musi być obecny i mechanizm zablokowany będzie się mógł rozpocząć cykl roboczy.

Działanie maszyny 201 obejmuje umieszczenie naboju 1 w głowicy 250, realizowanie cyklu roboczego, w którym jest dozowany napój i usunięcie naboju 1 z maszyny. Działanie maszyny 201 jest określane przez oprogramowanie zawarte w procesorze sterującym. Działanie maszyny może być opisane jako „Stany, przy czym maszyna 201 zwykle występuje w danym Stanie aż do zajścia zdarzenia, które zmienia Stan. Ten etap jest nazywany zmiana Stanu. Tabela 4 pokazuje Tabelę Zmiany Stanu, która przedstawia Stany i Zmiany Stanów dla jednego przykładu wykonania maszyny 201 do przygotowywania napoju.

T a b e l a 4

Stan	Opis Stanu	Temperatura	Czujnik zablokowania	Zmienna czujnika naboju	Wskaźnik poziomu wody	Szybkość przepływu wody	Start/Stop
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Ogrzewanie wody	>lub=85 idź do 2	Zamknięte: [czujnik naboju=read pod()] Otwarte: [czujnik naboju=CLR]	N/A	Niski: idź do 10	N/A	Brak działania
2	Woda gotowana Jeżeli czas wyczekiwania 10 min idź do 9	<85 idź do 2	Zamknięte: [czujnik naboju=read pod()] Otwarte: [czujnik naboju=CLR]	Czujnik naboju=OK idź do 4 czujnik naboju=NOK: idź do 3	Niski: idź do 10	N/A	Brak działania
3	Gotowe do automat. zaparzania	N/A [temperatura regulowana w tle]	Otwarte: [czujnik naboju=CLR] idź do 2	N/A	Niski: idź do 10	N/A	Idź do 5
4	Automat. Zaparzanie trwa [Uruchom stan zaparzania] idź do 7	N/A [temperatura regulowana w tle]	Otwarte: [czujnik naboju=CLR] idź do 10	N/A	Niski: idź do 10	Brak przepływu idź do 10	Woda odcięta: idź do 6
5	Zaparzanie zawieszone	N/A [temperatura regulowana w tle]]	Otwarte: [czujnik naboju=CLR] idź do 10	N/A	Niski: idź do 10	N/A	Idź do 5
6	Gotowe do ręcznego zaparzania	N/A [temperatura regulowana w tle]]	Otwarte: [czujnik naboju=CLR] idź do 2	N/A	Niski: idź do 10	N/A	[Woda podłączona] idź do 8
7	Ręczne zaparzanie trwa	N/A [temperatura regulowana w tle]]	Otwarte: [czujnik naboju=CLR] idź do 10	N/A	Niski: idź do 10	N/A	Zwolniony iść do 7
8	Oczyszczanie [woda odcięta; powietrze włączone, okres wyczekiwania nsek wtedy idź do 9]	N/A [temperatura regulowana w tle]]	Otwarte: [czujnik naboju=CLR] idź do 10	N/A	Niski: idź do 10	N/A	Brak działania

PL 204 651 B1 cd. tabeli 4

1	2	3	4	5	6	7	8
9	Zaparzanie dokonane [oczyszczanie powietrzem] [czujnik naboju =CLR] jeżeli okres wyczekiwania 10 sek idź do 2]	N/A [temperatura regulowana w tle]	Otwarte: idź do 2	N/A	Niski: idź do 10	N/A	Idź do 9
10	Oczekiwanie		Otwarte: [czujnik naboju=CLR] idź do 1 Zamknięte: [czujnik naboju=read pot ()]	N/A	Niski: idź do 10		Idź do 1
11	Błąd Zasilanie elektr. Wył./włącz. Wymagane wyjaśnienie	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A
12	Woda niska				Niski: idź do 10

Następujący przykład przedstawia cykl roboczy, w celu wyjaśnienia zastosowania Zmian Stanu przez procesor sterujący.

Zakłada się, że maszyna 201 jest początkowo wyłączona i nie ma żadnego naboju 1 umieszczonego w głowicy 250 na nabój. Kiedy maszyna 201 jest włączona procesor sterujący jest w Stanie 1. Po osiągnięciu temperatury 85°C procesor sterujący przechodzi do Stanu 2. Jeżeli w dowolnym czasie podczas Stanu 1 lub 2 uchwyt 252 naboju jest zamknięty czujnik zablokowania będzie włączony i będzie wysyłał sygnał do procesora sterującego wskazujący, że uchwyt 251 naboju jest poprawnie zamknięty. Procesor sterujący zapyta czujnik naboju poprzez wysłanie instrukcji „readpod. Czujnik naboju zwrotnie wyśle sygnał do procesora sterującego wskazujący czy nabój jest na miejscu w uchwycie 251 naboju. Jeżeli nie ma żadnego naboju procesor sterujący przejdzie do Stanu 3, w którym on pozostanie w gotowości aż do ponownego otwarcia uchwytu 251 naboju, w którym to punkcie procesor sterujący przejdzie z powrotem do Stanu 2. Jeżeli nabój jest obecny w Stanie 2 wtedy procesor sterujący przejdzie do Stanu 4 i działanie rozpocznie się automatycznie. Podczas Stanu 4-9 jest kontrolowana temperatura wody i jest utrzymywana w wymagalnym zakresie tolerancji pożądana jest temperatura, która jest ustalona przez parametry robocze odczytane z kodu paskowego na naboju 1. Po zakończeniu etapu wydzielania rozpoczyna się czyszczenie powietrzem w Stanie 8. Kiedy czyszczenie powietrzem jest zakończone kończy się cykl roboczy i maszyna przechodzi do trybu oczekiwania w Stanie 10. Jeżeli podczas działania wystąpi błąd, wtedy procesor przechodzi do Stanu 11. Jeżeli wykryje się niski poziom wody, wtedy procesor przechodzi do Stanu 12.

W celu umieszczenia naboju 1 uchwyt 251 naboju jest otwierany jak opisano niżej odsłaniając oprawę 257 naboju. Nabój 1 umieszcza się następnie na oprawie 257 we wgłębieniu 290 tak, że rączka 24 naboju jest usytuowana we wklęśnięciu. Optyczny lub magnetyczny kod paskowy 320 naboju 1 jest zorientowany bezpośrednio powyżej otworu 326 w oprawie 257. Uchwyt 251 naboju jest następnie zamykany poprzez uruchomienie dźwigni zaciskającej jak opisano powyżej. Podczas zamykania elementy przekłuwające wlotowy 253 i wylotowy 254 dziurawią przykrycie laminatowe 5 naboju 1 tworząc wlot 121 i wylot 122 naboju. Jak opisano powyżej przykrycie laminatowe 5 nacięte przez element przekłuwający wylotowy 254 jest zaginany do pierścienia otaczającego rynnę spustową 43. Po zamknięciu uchwyt 251 naboju chwyta nabój 1 wokół obrzeża 35 pomiędzy oprawą 257 naboju i górną częścią 256, a także pomiędzy oknem wizyjnym 311 i wierzchem 11 naboju 1 tworząc uszczelnienie dla płynu dostateczne do wytrzymania ciśnień wytwarzanych podczas cyklu roboczego. W celu rozpoczęcia cyklu roboczego konsument uruchamia przycisk start/stop 241.

Cykl roboczy obejmuje etapy rozpoznawania naboju i cykl dozowania.

Rozpoznawanie naboju jest realizowane ze pomocą optycznych środków rozpoznawania naboju 252, jak opisano powyżej, zakładając, że wyjścia z czujnika naboju i czujnika zablokowania są satysPL 204 651 B1 fakcjonujące. Po odczytaniu kodu paskowego 320 parametry robocze maszyny 201 są dostosowywane przez procesor sterujący. Cykl dozowania następnie rozpoczyna się automatycznie.

Cykl dozowania ma 4 główne etapy, z których nie wszystkie są stosowane dla każdego typu napoju.

(i) wstępne nawilżanie (ii) przerwa (iii) zaparzanie/mieszanie (iv) zaparzanie

W etapie wstępnego nawilżania nabój 1 jest zasilany wodą ze zbiornika wody za pomocą pompy 230. Zasilanie wodą powoduje, że składniki 200 napoju w komorze filtrującej 130 są nawilżane. Zasilanie może odbywać się przy „szybkiej prędkości przepływu rzędu 600 ml/min lub „wolnej prędkości przepływu rzędu 325 ml/min. Małe prędkości zasilania są szczególnie użyteczne dla nabojów zawierających lepkie, ciekłe składniki napojów, które wymagają pewnego rozcieńczenia zanim będą mogły być pompowane z większymi szybkościami objętościowymi przepływu. Objętość wody wtryskiwanej do napoju 1 jest dobierana dla zapewnienia, że woda lub napój nie wycieknie z wylotu 122 naboju podczas tego etapu.

Etap przerwy umożliwia namakanie składników 200 napojów wodą wtryśniętą podczas etapu wstępnego nawilżania i przez określony czas. Oba etapy wstępnego nawilżania i namaczania są znane do zwiększania wydajności ekstrahowania ze składników 200 napojów i do polepszania końcowego smaku napoju. Wstępne nawilżanie i namaczanie są szczególnie stosowane w przypadku składników napoju, którymi są palona i mielona kawa.

W etapie parzenia/mieszania woda jest przeprowadzana przez nabój 1 w celu wytworzenia napoju ze składników 200 napoju. Temperatura wody jest określona przez procesor sterujący, który wysyła instrukcje do ogrzewacza wody 225 do ogrzewania wody przechodzącej ze zbiornika wody 220 do głowicy 250 naboju. Woda wchodzi do dolnej części 255 uchwytu 251 naboju przez przewód wodny 262, przez wlotowy zawór i przez element przekłuwający wlotowy 253 do komory wlotowej naboju 1. Zaparzanie i/lub mieszanie i następnie dozowanie napoju z naboju 1 jest opisane powyżej w odniesieniu do przykładów wykonania naboju 1.

Czyszczenie powietrzem obejmuje wdmuchiwanie sprężonego powietrza do maszyny do przygotowywania napoju i naboju 1 w celu zapewnienia, że cały napój jest wydzielony i że tor przepływu jest oczyszczony i gotowy do dozowania innego napoju. Czyszczenie powietrzem nie rozpoczyna się natychmiast po zakończeniu etapu zaparzania/mieszania, aby umożliwić większości płynu oczyszczenie toru przepływu. To zapobiega nieoczekiwanemu skokowi ciśnienia po rozpoczęciu czyszczenia powietrzem.

W typowym działaniu użytkownik zazwyczaj zatrzymuje ręcznie maszynę 201 przez uruchomienie przycisku start/stop 241.

Po zakończeniu cyklu roboczego konsument usuwa nabój 1 poprzez otwarcie uchwytu 251 naboju i ręczne usuniecie i wyrzucenie naboju. Alternatywnie maszyna 201 może być wyposażona w automatyczny mechanizm wyrzucania do usuwania naboju automatycznie po otwarciu uchwytu 251 naboju.

Czas dostarczania napojów przy użyciu maszyny 201 i nabojów 1 są zwykle od 10 do 120 sekund, korzystnie od 30 do 40 sekund dla kawy palonej i mielonej, od 5 do 120 sekund, korzystnie od 10 do 20 sekund dla czekolady i od 5 do 120 sekund, korzystnie od 10 do 120 sekund, dla mleka.

Maszyna 201 może także korzystnie zawierać pamięć połączoną roboczo z procesorem sterującym, która przechowuje informacje o typie napoju dozowanego przez użytkownika. Cykl roboczy maszyny 201 może wtedy być wyregulowany dla następnego naboju 1. Jest to szczególnie korzystne, kiedy dwa lub więcej nabojów 1 jest stosowanych kolejno do wytwarzania napojów. Na przykład nabój kawy może być umieszczony po naboju mleka, aby utworzyć cappuccino. Alternatywnie nabój czekolady może być użyty po naboju mleka dla wytworzenia gorącego kremowego napoju czekoladowego. Stosując pamięć, która przechowuje informację o pierwszym wydzielanym napoju sposób wydzielania z drugiego naboju powiedzmy z naboju mleka, może być zmieniony dla osiągnięcia optymalnego napoju. W powyższym przykładzie mleko wydzielane do gorącej czekolady może zwykle być mniej rozcieńczone niż mleko dodawane do kawy. Ponadto mleko dozowane do czekolady może być dozowane z mniejszą szybkością w celu zmniejszenia stopnia spienienia napoju. Jest możliwych wiele kombinacji nabojów i parametrów roboczych co jest oczywiste dla osób biegłych w tej dziedzinie. Ponadto pamięć może być stosowana dla umożliwienia „przewidywania przez maszynę 201 typu napoju, który

PL 204 651 B1 użytkownik chce dozować jako następny. Na przykład, jeżeli użytkownik przeważnie pije jeden typ napoju, wtedy maszyna może wysłać instrukcje do ogrzewacza wody do utrzymania optymalnej temperatury dla tego typu napoju.

Claims

1. Nabój do przygotowywania napoju, zawierający co najmniej jeden składnik napoju, ukształtowany z zasadniczo nieprzepuszczalnych dla powietrza i wody materiałów, który to nabój ma komorę magazynową zawierającą co najmniej jeden składnik napoju i komorę rozprowadzającą, a ponadto nabój ma otwór do wprowadzania do komory magazynującej co najmniej jednego składnika, który to otwór jest zamknięty przykryciem laminatowym mającym pierwszą część usytuowaną nad komorą rozprowadzającą i drugą część usytuowaną nad komorą magazynową, znamienny tym, że komora rozprowadzająca (16) rozciąga się zasadniczo ciągle wokół obwodu komory magazynowej (34; 120), a pierwsza część przykrycia laminatowego (5) jest z materiału podatnego na przekłuwanie podczas użycia dla doprowadzania dopływu środka wodnego do komory rozprowadzającej (16) i pozostała część przykrycia laminatowego (5) jest z materiału podatnego na przekłuwanie podczas użycia dla wydzielania wypływu napoju utworzonego wskutek działania na siebie środka wodnego i co najmniej jednego składnika napoju w komorze magazynowej (34; 120).

2. Nabój według zastrz. 1, znamienny tym, że przykrycie laminatowe (5) ma trzecią część, nad którą jest usytuowana komora wyładowcza, i trzecia część przykrycia laminatowego (5) jest z materiału podatnego na przekłuwanie podczas użycia dla wydzielania napoju utworzonego wskutek działania na siebie środka wodnego i co najmniej jednego składnika napoju w komorze magazynowej (34; 120).

3. Nabój według zastrz. 2, znamienny tym, że komorę wyładowczą stanowi rynna spustowa (43).

4. Nabój według zastrz. 1, znamienny tym, że komora rozprowadzająca (16) i komora magazynowa (34; 120) są oddzielone cylindryczną ścianką (27) zawierającą co najmniej jedną szczelinę (17; 36).

5. Nabój według zastrz. 4, znamienny tym, że szczeliny (17; 36) mają wielkość zapobiegającą przechodzeniu tego co najmniej jednego składnika z komory magazynowej (34; 120) do komory rozprowadzającej (16).

6. Nabój według zastrz. 4, znamienny tym, że szczeliny (17; 36) są usytuowane wzdłuż zasadniczo całej powierzchni granicznej pomiędzy komorą rozprowadzającą (16) i komorą magazynową (34; 120).

7. Nabój według zastrz. 4, znamienny tym, że szczeliny (17; 36) mają szerokość od 0,25 do 0,35 mm.

8. Nabój według zastrz. 4, znamienny tym, że szczeliny (17; 36) mają długość od 1,4 do 1,8 mm.

9. Nabój według zastrz. 4, znamienny tym, że w cylindrycznej ściance (27) jest ukształtowanych od 20 do 40 szczelin (17; 36).

10. Nabój według zastrz. 1, znamienny tym, że komora rozprowadzająca (16) ma część wlotową (26), do której jest doprowadzany środek wodny, przy czym część wlotowa (26) jest połączona z pozostałą częścią komory rozprowadzającej (16) przez co najmniej jedną szczelinę (30).

11. Nabój według zastrz. 10, znamienny tym, że część wlotowa (26) jest okrągła.

12. Nabój według zastrz. 2, znamienny tym, że komora magazynowa (34; 120) i komora wyładowcza są przedzielone za pomocą członu wewnętrznego (3).

13. Nabój według zastrz. 12, znamienny tym, że człon wewnętrzny (3) zawiera co najmniej jeden otwór (55; 85).

14. Nabój według zastrz. 12, znamienny tym, że człon wewnętrzny (3) zawiera filtr (4) zapobiegający przejściu co najmniej jednego składnika napoju (200) z komory magazynowej (34; 120) do komory wyładowczej przy przechodzeniu przez nie napoju.

15. Nabój według zastrz. 12, znamienny tym, że przykrycie laminatowe (5) jest dołączone do członu zewnętrznego (2) i członu wewnętrznego (3).

16. Nabój według zastrz. 15, znamienny tym, że przykrycie laminatowe (5) jest dołączone do członu zewnętrznego (2) wokół obrzeża naboju (1) i przykrycie laminatowe (5) jest dołączone do członu wewnętrznego (3) w pobliżu środka naboju (1).

PL 204 651 B1

17. Nabój według zastrz. 16, znamienny tym, że przykrycie laminatowe (5) jest dołączone do cylindrycznego leja (43) członu wewnętrznego (3).

18. Nabój według zastrz. 15, znamienny tym, że człon zewnętrzny (2) ma większą sztywność niż przykrycie laminatowe (5).

19. Nabój według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsza część przykrycia laminatowego (5) do przekłuwania dla doprowadzania dopływu środka wodnego jest usytuowana na zewnątrz względem części przykrycia laminatowego (5) do przekłuwania dla wydzielania wypływu napoju utworzonego wskutek działania na siebie środka wodnego i co najmniej jednego składnika napoju.

20. Nabój według zastrz. 1, znamienny tym, że komora magazynowa (34; 120) ma ukształtowany tor przepływu środka wodnego prowadzący od wlotu (45, 121) środka wodnego w kierunku do góry.

21. Nabój według zastrz. 16, znamienny tym, że przykrycie laminatowe (5) jest połączone z rynną wyładowczą (43) członu wewnętrznego (2).

22. Nabój do przygotowywania napoju, zawierający co najmniej jeden składnik napoju, ukształtowany z zasadniczo nieprzepuszczalnych dla powietrza i wody materiałów, i mający komorę magazynową, zawierającą co najmniej jeden składnik napoju, a także mający przykrycie laminatowe, znamienny tym, że przykrycie laminatowe (5) jest z materiału podatnego na przekłuwanie podczas użycia w położeniu poziomym naboju (1) dla wykonania wlotu (45, 121) środka wodnego i wylotu (44, 122) napoju wskutek działania na siebie środka wodnego i co najmniej jednego składnika napoju, przy czym wlot (45, 121) środka wodnego jest połączony z komorą rozprowadzającą (16), a wylot (44, 122) napoju jest połączony ze środkową komorą wyładowczą, i komora magazynowa (34; 120) zawierająca co najmniej jeden składnik napoju jest oddzielona od komory rozprowadzającej (16) i komory wyładowczej.

23. Nabój według zastrz. 22, znamienny tym, że wlot (45, 121) środka wodnego jest usytuowany w pierwszej komorze, a wylot (44, 122) napoju jest usytuowany w drugiej komorze.

24. Nabój według zastrz. 23, znamienny tym, że pierwsza komora jest komorą rozprowadzającą (16).

25. Nabój według zastrz. 23, znamienny tym, że druga komora jest komorą wyładowczą.

26. Nabój według zastrz. 25, znamienny tym, że komora magazynowa (34; 120) zawierająca co najmniej jeden składnik napoju jest oddzielona od komory rozprowadzającej (16) i komory wyładowczej.

27. Sposób wytwarzania napoju z naboju określonego w zastrzeżeniach 1-26, znamienny tym, że przemieszcza się nabój (1) względem co najmniej jednego nieruchomego elementu przekłuwającego tworząc wlot (45, 121) i wylot (44, 122) naboju (1).