專利名稱：從料盒制備飲料的提取系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在提取設備中從料盒(cartridge)制備飲料的領域，該提取設備設計成接納所述料盒；該設備/料盒組件通常被稱為提取"系統(tǒng)"。
背景技術：
本發(fā)明的技術背景涉及料盒領域，所述料盒容納可食用配料例如研磨咖啡并且在提取設備中在熱水壓力下被提取。使用例如穿刺系統(tǒng)經(jīng)由注射面將熱水注入料盒內(nèi)，料盒中流體壓力增加，直到料盒的另一個面在壓力的作用下被穿孔裝置穿孔或刺穿，從而從料盒中輸送提取物。屬于穿孔裝置的多個浮凸部4吏得可在料盒的面內(nèi)形成受控開口 ，同時對提取物進行充分過濾，以便咖啡研磨物被保留在料盒內(nèi)。
使用此方法的系統(tǒng)例如從專利EP-A-512470已知。
專利申請EP 1654966提出了一種改進方案，以用于在提取系統(tǒng)閉合時實現(xiàn)更好的密封，以便更好地控制提取特性、尤其是打開和提取壓力。為此，料盒配有附屬的密封件或形成料盒的組成部分的密封件，使得每個新的被提取的料盒很好地密封在提取系統(tǒng)中，從而避免發(fā)生水通過料盒夾合(捏合，nip)區(qū)域泄漏到外部的任何危險。在已知系統(tǒng)中，密封件通常由該設備支承，這可能存在磨損問題以及污染問題，從而可能導致提取條件改變。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，通過防止料盒因吸力或真空作用而"粘附"在料盒殼架中，使得料盒更容易被釋放。為此，本發(fā)明可在料盒殼架的承載表面上設置空氣通路例如凹槽。
為了獲得令人滿意的密封，料盒所支承的密封件需要包括足夠厚度的可變形材料。此密封件的尺寸需要形成為使得其被充分壓縮以完全補償在
6閉合之后以及當在提取期間設備處于最大壓力時的任何分離?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)
現(xiàn)，可高達12-20巴的注入壓力在這些高壓力水平下趨向于使設備在料盒夾合區(qū)域打開大約數(shù)十亳米。因此，密封件需要能夠補償這種"動態(tài)"分離。如果密封件不夠高，則存在不充分的補償，并且發(fā)生泄漏，這意味著料盒中壓力的增加不能適當?shù)匕l(fā)生。
但是，增加密封件的厚度以解決此分離問題會使料盒的生產(chǎn)成本增加。一般來說，減小施加在閉合機械傳動裝置上的應力以減慢機械磨損率并且使得閉合更容易，或者允許使用較低動力驅(qū)動的馬達，也是有利的。本發(fā)明的一個目標是提供這些問題的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
具體地說，本發(fā)明的一個目標是保持與料盒相關聯(lián)的密封件的優(yōu)點，同時針對在提取期間在內(nèi)部壓力的作用下的動態(tài)分離問題提供解決方案。
為此，本發(fā)明涉及一種使用在壓力下被注射到料盒中的流體從料盒制備飲料的提取系統(tǒng)，所述提取系統(tǒng)包括-料盒，所述料盒包括飲料分送壁，所述飲料分送壁能夠在注入所述料盒中的流體的壓力作用下被穿孔，
用于將流體注入料盒的壁，夾合區(qū)域，
-提取設備，所述提取設備用于接納所述料盒，并且包括包含流體注射裝置的注射殼架，以及
料盒支承件，所述料盒支承件包括在所述料盒中的流體的壓力作用下將所述料盒的分送壁穿孔的穿孔裝置；
所述注射殼架和所述料盒支承件設置成被閉合裝置相對于彼此移動，并且將料盒保持在所述夾合區(qū)域，在注射之前所述閉合裝置使所述注射殼架和所述料盒支承件圍繞所述料盒閉合，
其特征在于所述注射殼架包括基部和閉合活塞單元，所述閉合活塞單元安裝成能
夠相對于所述基部沿軸向移動；
所述閉合活塞單元能夠在流體的壓力作用下相對于所述基部移動至緊 靠料盒的夾合區(qū)域，以便產(chǎn)生防止在所述系統(tǒng)被加壓時所述注射殼架和所 述料盒支承件相對于彼此打開的夾緊力。
根據(jù)本發(fā)明，所述料盒的密封件由一定厚度的材料形成，該材料可在 其被保持在設備中的作用下發(fā)生變形。
優(yōu)選地，所述密封件比所述料盒支承件和所述活塞單元的夾合表面軟， 在所述料盒的夾合區(qū)域中所述密封件與所述料盒支承件接觸。例如，所述 支承件通常是料盒的夾合邊緣。所述活塞單元的夾合表面可由剛性材料例 如金屬或塑料制成，其不能在閉合力以及流體熱量的作用下變形。
密封件優(yōu)選地具有0.8mm或更小的厚度，并且優(yōu)選地具有在0.2 ~ 0.6mm范圍內(nèi)的厚度。此量級的厚度值能夠避免在設備中使用密封件，并 且同時提供能夠承受高壓、例如在12~20巴范圍內(nèi)的壓力的動態(tài)密封。
料盒的密封件可由可彈性變形的材料制成，以便更容易地補償在料盒 殼架的夾合表面處的任何可能的開口。用于密封件的可變形材料的示例可 包括彈性體材料例如TPE (熱塑彈性體)、LSR (液態(tài)硅橡膠)、硅酮或 EPDM。
在一些情況下，密封件也可由可變形的、但稍微具有彈性的材料制成， 例如合成纖維、纖維素、泡沫、塑料或乳香樹脂。
密封件可以是預先制造并且使用任何連接手段與料盒組裝在一起的元 件，或者可選擇地，可以與料盒共同制造。密封件可以是與料盒組裝在一 起的O型環(huán)密封件。密封件可通過粘結、焊接或任何其它連接手段固定在 料盒上。根據(jù)制成料盒的材料，密封件還可在原位以液體形式沉積并聚合， 或者可被共注射或覆蓋注射。密封件還可形成料盒的壁的組成部分，或者 可由相同材料例如塑料制成。
對于所述提取設備，其包括注射殼架，該注射殼架包括基部和閉合活 塞單元。閉合活塞單元能夠在注射時在流體的作用下相對于基部移動。一般來說，注射殼架包括其形狀設計成至少部分接納料盒的輪廓的內(nèi) 部提取空腔，向該空腔供給流體的至少一個流體供應導管、可能地至少一 個開口裝置例如穿刺元件，使得料盒可被打開以便流體被引入該料盒。
術語"流體，，更具體地是指熱水，但是并不排除使用其它液體例如食 品液體。
根據(jù)一個特征，活塞單元相對于基部安裝，以l更與該基部同軸地移動； 所述單元與該基部共同限定了壓力室，該壓力室的體積可膨脹；該壓力室 在流體的作用下膨脹的效果是向后朝料盒驅(qū)動活塞單元，并且所述單元包 括夾合表面，在流體施加在該活塞單元上的推力的作用下，該夾合表面在 料盒夾合區(qū)域內(nèi)緊靠料盒密封件施加閉合力。
才艮據(jù)本發(fā)明的一個特征，為了在壓力室和外部之間實現(xiàn)密封，在活塞 單元和基部之間設置至少一個密封裝置。
根據(jù)另一個特征，在壓力室中設置不可壓縮的彈性推動裝置，該推動 裝置可彈性變形，并且至少部分地占據(jù)該壓力室；該彈性裝置以這樣的方 式設置在壓力室內(nèi)，即，在流體的作用下變形，從而能夠抵抗活塞單元的 動作施加軸向推力。根據(jù)一個可能的實施例，當壓力室處于靜止位置時， 彈性裝置完全占據(jù)該壓力室。其目的是減少流體在壓力室中所占的體積， 用彈性裝置來代替流體的體積。該彈性推動裝置吸收加壓流體施加的力， 并且將力傳遞給活塞單元。優(yōu)點是能夠更好地控制閉合力(例如，通過提 供不同硬度的材料)，從而減少流體停滯區(qū)域，并且防止壓力室被食品殘 渣例如咖啡研磨物污染。
因此，該不可壓縮的彈性推動裝置可由硅酮材料或者一些其它彈性體 制成。這種材料的硬度調(diào)整成適合所希望的性能以及將被傳遞的預期閉合 力。
根據(jù)一個可能的實施例，該不可壓縮彈性推動裝置包括第一表面和第 二推動表面，流體壓力施加在所述第一表面上并且所述第一表面沿徑向延 伸，所述第二推動表面橫向延伸以在活塞單元上施加軸向推力。
根據(jù)一個可能的實施例，密封裝置和彈性裝置是同一個元件。
9活塞單元的(突出的)推動表面一在料盒外部的流體的壓力施加在該 表面上以便執(zhí)行閉合一大于料盒的分送表面。結果，通過提供總是有利于 推動表面的表面積比，使趨向于打開設備的分離力保持低于圍繞料盒閉合
設備的力。優(yōu)選地，推動表面大約為分送表面的尺寸的1.2~2倍。
根據(jù)第一實施例，壓力室形成提取空腔的連續(xù)部分。通過提取空腔的 至少一個開口或溝道將流體直接供給該壓力室。壓力室優(yōu)選地是提取空腔 的環(huán)形連續(xù)部分。
在此情況下，活塞單元部分地構成提取空腔，從而活塞單元和基部共 同限定提取空腔的表面。在此情況下，基部包括與提取空腔直接連通的流 體供應導管。該基部還優(yōu)選地包括至少一個開口裝置，例如突入提取空腔 的穿刺元件。活塞單元優(yōu)選地構成提取空腔的下部(夾合)部分。則該活 塞單元包括在內(nèi)部與料盒的外部形狀匹配的至少基本圓柱形的或截頭圓錐 形的部分。在此情況下，壓力室優(yōu)選地為圍繞提取空腔定位的基本環(huán)形的 室，以便沿徑向延伸。這種構造使得設備體積可大大減小。
根據(jù)同一實施例，通過在提取空腔和環(huán)形壓力室之間沿徑向定位的多 個開口或溝道將流體供給到壓力室。這種設置可確保室中的壓力均勻增加， 從而圍繞夾合表面的周邊良好地分布閉合力。例如，溝道為開口構造，并 且設置在活塞單元和基部之間的其中一個邊緣上，以防止溝道可能被污垢 或固體咖啡顆粒阻塞。在此情況下，當活塞單元逐漸移動遠離基部時，開 口或溝道變大，并且該室的供給表面相應地增加。
根據(jù)第二可能的實施例，壓力室在提取空腔的上游延伸。
在此情況下，活塞單元可完全形成用于接納料盒的提取空腔，以便活 塞單元的空腔能夠相對于基部移動。在此情況下，經(jīng)由位于基部內(nèi)且在壓 力室上游的至少一個流體溝道向壓力室進行供給。然后，通過穿過活塞單 元形成的至少一個流體溝道經(jīng)由壓力室向提取空腔本身進行供給。
根據(jù)另一個優(yōu)點，提供用于分離料盒的裝置，從而避免夾合區(qū)域中出 現(xiàn)真空效應。為此，活塞單元的夾合表面優(yōu)選地形成用于保持料盒的夾合 區(qū)域的不連續(xù)夾合部分。特別地，活塞單元的夾合表面包括徑向延伸并且分離所述不連續(xù)夾合 部分的開口凹槽。所述凹槽的尺寸取決于料盒密封件的尺寸。
優(yōu)選地，凹槽的高度可被密封件的厚度補償，該高度小于密封件的厚
度。優(yōu)選地，凹槽的高度(H)等于或小于密封件的厚度的2/3，優(yōu)選地等 于密封件的厚度的大約一半。例如，凹槽的高度為大約0.1 0.4mm。凹槽 的寬度也優(yōu)選地在大約0.8 3mm之間。
提取設備與閉合裝置相關聯(lián)，該閉合裝置用于在壓力增加之前使注射 殼架和提取支承件圍繞料盒閉合。這種閉合可被認為是由于在流體對設備 加壓之前該設備已在夾合區(qū)域向料盒施加了一定的閉合力的"預先閉合，，。
閉合裝置可以是機械、液壓或液力機械裝置。它還可以是手動操作的系統(tǒng) 或馬達操作的系統(tǒng)。
從下文對附圖的詳細描述可更好地理解本發(fā)明，并且本發(fā)明的其它特 征將變得明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的提取系統(tǒng)的剖視透視圖，其示出該系統(tǒng)處于第一 操作狀態(tài)、尤其是處于其中料盒插入提取設備的打開模式； 圖2是處于才艮據(jù)圖1的狀態(tài)的系統(tǒng)的一部分的透視圖； 圖3是類似于圖2的視圖，但是處于第二操作狀態(tài)、尤其是處于閉合 模式且在系統(tǒng)被加壓之前；
圖4是處于根據(jù)圖3的閉合狀態(tài)的系統(tǒng)的詳細剖視圖； 圖5是處于第三操作狀態(tài)、尤其是當系統(tǒng)處于壓力下時的提取系統(tǒng)的 剖浮見透浮見圖6是在提取壓力下的系統(tǒng)的詳細透視圖(沒有料盒隔膜)； 圖7是根據(jù)第二實施例的提取系統(tǒng)的橫剖側視圖，其示出本發(fā)明處于 打開并且將料盒插入提取設備的模式；
圖8是在機械閉合之后但是在系統(tǒng)被加壓之前的系統(tǒng)的詳細剖視圖； 圖9是系統(tǒng)被加壓時的系統(tǒng)的詳細剖視圖；圖10是在機械閉合之后但是在系統(tǒng)被加壓之前的第三實施例的詳細 剖視圖ll是一旦系統(tǒng)已被加壓時的根據(jù)圖10的實施例的詳細剖視圖。
具體實施例方式
參照圖1和2，作為非限制性示例示出的根據(jù)本發(fā)明的提取系統(tǒng)1由 提取設備2組成，在提取設備2中裝有容納食品配料的料盒3以便制備飲 料。通常通過將加壓流體注入料盒并且在此流體的壓力下提取配料來實現(xiàn) 制備。該料盒是一次性料盒，因此，用過的料盒通常被丟棄或回收。然后， 將新的料盒插入該設備。
在本申請的上下文中，"設備-料盒"組件被稱為"提取系統(tǒng)"。從下 文描述中顯而易見，該設備和料盒構成這樣的裝置其不能在缺少對方的 情況下工作，并且物理地相互作用且相互補充以便提取將形成飲料的液體 提取物。
所述提取設備是包含注射殼架4和料盒支承件5的組件。該注射殼架 和料盒支承件能夠相對于彼此移動以圍繞料盒3閉合。在此情況下，注射 殼架4安裝在可動的上部結構6A上，而料盒支承件5安裝在固定的下部 結構6B上；該上部結構通過圍繞鉸接部7的軸線的樞轉運動而移動接近 下部結構。可設想相反的情況，即，注射殼架是固定的而料盒支承件能夠 移動，或者，可設想兩個部件一個朝另一個移動。對注射殼架和料盒支承 件的閉合的動力學控制存在多種可能的變型。實際上，其中部件沿直線路 徑(而不是非直線的曲線)移動靠近在一起的動力學(控制)是一種可能 的變型。
注射殼架指的是容納用于將加壓流體注入料盒的裝置的部件。這些裝 置通常包含至少一個主流體供應導管8和用于打開料盒的裝置。打開裝置 例如可以是穿刺元件9，該穿刺元件9的作用是在料盒中形成一個或多個 開口以使得流體進入。如圖所示，穿刺元件可與導管8分離。它們可以是 例如刀片、針或釘形式的元件。在一個變型中，導管可穿過所述穿刺元件。根據(jù)料盒的性質(zhì)，可設想其他打開裝置。
注射殼架具有內(nèi)部空腔10，該空腔10在閉合時接納料盒的注射面。 內(nèi)部空腔10的深度可根據(jù)料盒的形狀改變。殼架的自由端具有夾合表面
11。注射殼架連接到用于向設備供應流體的系統(tǒng)，在圖l中為了清楚起見 僅部分示出該系統(tǒng)。該流體供應系統(tǒng)通常包含水箱、壓力泵和用于運輸流
體的管道、水加熱器例如熱塊(thermobloc)，以傳送具有所希望溫度的 流體進行提取。所述泵可以是能夠產(chǎn)生數(shù)巴靜壓力的電磁活塞泵，或任何 其他類型的等同的泵。
料盒支承件5具有提取表面60，該提取表面使料盒能夠在料盒中的壓 力增加的作用下被穿孔。為此，該表面具有至少一個浮凸部，優(yōu)選地具有 一系列浮凸部12，所述浮凸部形成將料盒穿孔的裝置。所述浮凸部的幾何 形狀可根據(jù)料盒的類型和所希望的提取條件而不同。在該示例中，每個浮 凸部為截頭棱錐形狀。形成溝道61的網(wǎng)絡，液體提取物可通過該溝道網(wǎng)絡 在浮凸部的結構之間流動，從而液體可被收集在容器(杯子等)內(nèi)。
如圖2所示，才艮據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的料盒3具有注射壁13,該注射壁13 可在料盒被插入或放置在設備內(nèi)時被封閉。該注射壁可形成為常窿體部14 (例如，錐形平截體形狀)。料盒具有輸送壁15，提取物需要能夠在已通 過支承件的提取表面的穿孔裝置12形成開口時流過該壁15。這種壁15可 以是由鋁、塑料或塑料/鋁疊層制成的并且可被穿孔的隔膜。例如，所述壁 是厚度為數(shù)十微米的鋁箔，當所述壁在一定壓力下與浮凸部12接觸并且到 達其破裂應力時發(fā)生撕裂，所述壓力根據(jù)料盒、配料以及隔膜的厚度可在 6-20巴的范圍內(nèi)變化。料盒的體部可由剛性或半剛性材料例如鋁、塑料或 塑料/鋁疊層制成。
料盒包括夾合區(qū)域16，當設備閉合在該料盒上時該料盒經(jīng)由該夾合區(qū) 域16被保持。通過使注射殼架4和提取支承件5靠近在一起然后在所述夾 合區(qū)域16的每一側將它們夾緊來實現(xiàn)所述保持。夾合區(qū)域16由圍繞料盒 的周邊徑向延伸的邊界形成。該邊界可至少部分地由料盒的體部形成?？?通過密封或焊接在夾合區(qū)域16內(nèi)將隔膜15與該邊界的下側組裝在一起。
13根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，夾合區(qū)域包括形式為密封件17的密封裝置，該
密封件占據(jù)邊界的全部或一部分。密封件n優(yōu)選地是由較軟并且附接或固 定到邊緣的可變形材料制成的元件。較軟的材料應被理解為是指能夠變形 以便如下文所述至少補償在夾合表面處的注射殼架的任何開口的材料。優(yōu)
選地，該密封件由彈性材料例如彈性體構成。密封件的厚度優(yōu)選地為0.8mm 或更小。
該密封件的形狀可設計成促使其在壓力升高時蠕變，以使 使用最少量 的材料提供更好的密封。在所示的示例中，密封件在朝料盒的體部14的壁 的邊緣上的厚度大于朝邊緣的自由端的厚度，從而使得材料能夠在沖擊空 腔和料盒的壁的流體的壓力作用下向外移動。密封件在側壁一側的厚度可 以是大約0.5111111，并且朝外側減小到0—0.2mm之間的值。料盒的邊緣可 終止于本身已知的巻邊接縫18，在理論上沒有向該接縫施加保持力。
根據(jù)本發(fā)明，注射殼架設計成在設備已被機械閉合之后被加壓以增加 抵靠夾合區(qū)域的閉合力。為此，該注射殼架包括基部19和活塞單元20， 該活塞單元20相對于基部沿軸向安裝，并且能夠進行受控的移動。如圖3 和4所示，活塞單元包括橫向邊緣21，該邊緣21裝配到基部19中形成的 凹槽22內(nèi)。邊緣/凹槽組件限定了壓力室23，該壓力室23的體積可膨脹。 所述室可被密封裝置24例如彈性塊部分地占據(jù)，該彈性塊在邊緣/凹槽界 面處相對于外部密封所述室。流體通過起始溝道或溝道25從內(nèi)部提取空腔 被傳送到所述室內(nèi)。所述溝道可以例如在活塞單元與形成空腔頂部的基部 會合的線26上形成。在所示的示例中，具有這樣的起始溝道其形成朝空 腔變寬的槽口并且定位在活塞單元20的上部邊緣。它們還可至少部分地形 成在基部的下部邊緣。溝道或起始溝道25沿徑向設置且圍繞空腔的周邊均 勻分布，以便平衡對所述室的加壓并且使活塞單元能夠沿基部盡可能直線 移動。
該設備還包括用于收集和分送液體提取物的裝置27，該裝置27被定 位在提取支承件的下游(圖1和5)。本身已知的這些裝置例如包括漏斗 狀收集器，并且可能包括射流調(diào)節(jié)元件。該設備配備有本身已知的機械閉合裝置28。在此申請中不需要詳細描 述所述裝置。它可以基于將來自手動杠桿29或馬達(未示出)的力傳遞給 支承注射殼架的結構的機構。這種機構可以是例如專利申請EP10卯574或 EP1495702中描述的利用閂鎖杠桿原理的機構。該機構還可以是凸輪機構、 涉及電磁場的機構(螺線管)和/或液壓機構。
圖3和4示出在已經(jīng)使用閉合裝置28圍繞料盒閉合設備之后的提取系 統(tǒng)。杠桿29被致動以使得注射殼架4靠近提取支承件，以便料盒的夾合區(qū) 域16被牢固地保持。在此操作狀態(tài)下，空腔朝料盒移動，從而迫使穿刺元 件9通過料盒3的注射壁。
如圖4所示塞單元朝其自由端30延伸出夾合表面11，該夾合表 面11由于機械閉合而對料盒密封件施加夾力。應指出，該密封件已被預加 載，并且被壓縮一定程度。提取支承件用于產(chǎn)生相反的力以保持邊緣并且 使料盒在所述區(qū)域內(nèi)固定不動。
優(yōu)選地，夾合表面ll具有不連續(xù)的夾合部分，在所述夾合部分之間限 定了凹槽31 (圖1),所述凹槽31相對于由提取空腔形成的回轉表面的軸 線I沿徑向延伸。凹槽31的數(shù)量可改變，但是優(yōu)選地大于10,甚至大于 20。所述凹槽優(yōu)選地圍繞夾合表面的整個周邊分布。
還優(yōu)選地，活塞單元的端部終止于具有內(nèi)緣32和外緣33的夾合表面， 內(nèi)緣32和外緣33朝彼此會聚以形成較窄的和局部的表面11。夾合表面11 的寬度優(yōu)選地等于lmm或更小。此外，該夾合表面優(yōu)選地相比于邊界的 自由邊緣更靠近料盒的體部的側壁施加力。夾合表面的窄的寬度意味著可 施加局部的較高的力，并且還能夠在確保良好密封的情況下使密封件的厚 度和/或?qū)挾茸钚?。?yōu)選地，內(nèi)緣32形成的角度A小于外緣33形成的角度 B (A和B相對于軸線I確定)。角度A優(yōu)選地在5 10度的范圍內(nèi)，角 度B在30 60度的范圍內(nèi)。
在圖3和4的操作狀態(tài)下，還沒有通過導管注入流體，并且活塞單元 處于縮回位置。壓力室23還未受到流體的壓力。
圖5和6適當?shù)厥境鎏崛〔襟E。借助于設備的泵通過供應導管8發(fā)送注射流體，直到料盒3和內(nèi)部空腔中的壓力增加。當活塞單元移動以緊靠 密封件和料盒的邊緣閉合時，加壓流體通過起始導管并沿匯合線26填充該 空腔、料盒和壓力室。壓力室在空腔和料盒中的流體的加壓作用下膨脹。 在壓力室處的突出軸向表面適當?shù)卮笥诹虾械姆炙捅砻妫@意味著由活塞 單元施加在夾合表面上的夾緊力總是保持高于在夾合區(qū)域處但是施加在內(nèi) 部空腔一側(在料盒的壁和空腔之間)的分離力。因此，在提取過程中始 終保持所建立的密封。
在提取過程期間，由于保持密封，所以施加在抵靠浮凸部的隔膜上的 壓力達到一定值(根據(jù)料盒在大約6~20巴的范圍內(nèi))，從而導致由于達 到隔膜材料的破裂應力而使抵靠浮凸部的隔膜撕裂。因此，隔膜以受控的 且局部化的方式撕裂，從而在浮凸部的拐角處形成開口。在一些情況下， 由于料盒中的咖啡床的任何可能的壓實，料盒中的壓力可繼續(xù)適當?shù)卦黾印?提取物被隔膜和浮凸部過濾。提取物被收集在提取支承件的溝道中，直至 到達穿過支承件的側面和/或在支承件的側面上形成的孔(未示出)。
圖7-9示出另一個可能的實施例，其中注射殼架40由在基部42中被 軸向引導的活塞單元41形成，所述活塞單元41完整地形成內(nèi)部空腔43。 料盒3本身與前述實施例的系統(tǒng)相同。
注射殼架40安裝成可在結構44中在打開位置(圖7)和機械閉合位 置(圖8)之間移動。因此，注射殼架在運動中由導向裝置45保持和引導， 該導向裝置45在所述結構的側面上形成并且與殼架導向裝置(例如，肋部 /凹槽組件)互補，從而能夠通過致動閉合裝置46使其從一個位置移動到 另一個位置。該閉合裝置例如為閂鎖杠桿類型，并且由杠桿或馬達(未示 出)致動。提供料盒支承件47, —旦注射殼架40已被閉合并且料盒的夾 合區(qū)域16已被保持，則料盒將支靠在該支承件47上。
料盒支承件47包括用于打開料盒的分送面的浮凸部48的結構，該結 構與先前實施例中的結構相同。
如前面一樣，移動活塞單元41具有可靠的夾合表面49，該表面49在 料盒密封件17上施加壓力。如圖8所示，活塞單元包括徑向凹槽50，該凹槽50用作流體通過以 及在活塞單元和基部之間形成壓力室56的起始溝道。凹槽50從活塞單元 中形成的中心供應導管51延伸。中心導管51與在基部42中形成的主供應 導管52連通，該主供應導管52本身由位于更遠的上游的加壓流體供給裝 置(泵、水加熱器等)供給。
在基部和活塞單元之間還設置密封件53例如O型環(huán)密封件，以防止 到外部的任何泄漏。為此，活塞單元包括在其中容納該O型環(huán)密封件的環(huán) 形凹槽。此外，活塞單元的行進由位于基部和該單元之間的止動裝置控制。 該止動裝置例如是在基部的槽縫55中延伸的銷釘54。這能夠防止活塞單 元從基部脫離。
注射殼架的活塞單元41為包括閉合端的鐘的形狀，在該閉合端形成有 刺穿料盒的注射面的裝置62。
在圖8的操作狀態(tài)下，注射殼架被閉合裝置46緊靠料盒和提取支承件 閉合。在料盒密封件17上僅施加活塞單元的夾合表面49的機械壓力。
在圖9的操作狀態(tài)下，系統(tǒng)被流體加壓，并且活塞單元被向后驅(qū)動， 從而在料盒密封件17上施加額外的夾緊力。
圖lO和ll示出另一種可選形式，其中壓力室被不可壓縮的彈性推動 裝置57占據(jù)。此裝置在該壓力室的縮回位置(即，在執(zhí)行加壓之前)占據(jù) 該壓力室。不可壓縮的彈性推動裝置57包括第一表面58和第二推動表面 59,流體壓力施加在該第一表面58上并且該第一表面58沿徑向延伸，該 第二表面59橫向延伸，以便在活塞單元41上沿軸向施加推力。推動表面 58限定了膨脹導管70的界限，該導管70穿過所述單元以使得流體能夠傳 送到內(nèi)部空腔。在該表面58的相對側的所述單元的外表面本身被活塞單元 的內(nèi)表面阻擋。因此，所述單元趨向于變形，從而施加軸向推力。
這種不可壓縮彈性推動裝置可以是可變形的但是相對不可壓縮材料制
成的塊。由于所述塊由可變形材料例如硅酮彈性體構成并且基本占據(jù)壓力 室的全部體積，所以所述塊從靜止位置(圖10)受到在導管70的基本徑 向上的變形推力(圖11)。在其上施加流體壓力的初始推動表面在尺寸上
17基本等于彈性體塊的內(nèi)部環(huán)形表面。來自流體的推力因此基本沿徑向。由 于所述塊是不可壓縮的，因此其外表面被壓靠在活塞單元的內(nèi)表面和端表
面上，以便垂直于流體的徑向推力并因此沿夾合區(qū)域16的方向施加在活塞 單元上的軸向推力被吸收。因此，活塞單元41朝夾合區(qū)域移動，從而施加 導致其緊靠密封件17閉合的力。
一般來說，本發(fā)明可應用于閉合提取設備的任何機械裝置以減小閉合 力。例如，閉合力的減小使得能夠使用馬達而不是手動操作的閉合裝置(例 如杠桿)。所描述的由液壓裝置提供的幫助使得可大大減小機械閉合所需
的力。對于使用具有或不具有密封件的料盒的提取系統(tǒng)可設想這種應用。 在非密封料盒的情況下，必須由在注射殼架上形成的密封件提供密封。
權利要求
1.一種提取系統(tǒng)(1)，該提取系統(tǒng)使用在壓力下被注入料盒的流體從所述料盒制備飲料，并且包括-料盒(3)，所述料盒(3)包括飲料分送壁(15)，所述飲料分送壁(15)能夠在所述料盒中的流體的壓力作用下被穿孔，用于將流體注入到料盒內(nèi)的壁(13)，夾合區(qū)域(16)，-提取設備(2)，所述提取設備(2)用于接納所述料盒并且包括包含流體注射裝置(8，9，51，52，62，70)的注射殼架(4，40)，以及料盒支承件(5，48)，所述料盒支承件包括在所述料盒中的流體的壓力作用下將所述料盒的分送壁(15)穿孔的穿孔裝置(12，60)；所述注射殼架(4，40)和所述料盒支承件(5，48)設置成由閉合裝置(28，46)相對于彼此移動，并且在所述夾合區(qū)域內(nèi)保持所述料盒，在注射之前所述閉合裝置圍繞所述料盒閉合所述注射殼架和所述料盒支承件，其特征在于所述注射殼架(5，48)包括基部(19，42)和閉合活塞單元(20，41)，所述閉合活塞單元安裝成能夠相對于所述基部沿軸向移動；所述閉合活塞單元(20，41)能夠在流體的壓力作用下相對于所述基部(19，42)移動至緊靠料盒的夾合區(qū)域(16)，以便產(chǎn)生防止在系統(tǒng)被加壓時所述注射殼架和所述料盒支承件相對于彼此打開的夾緊力。
2. 根據(jù)權利要求l所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述料盒包括密封裝置(17)，所述密封裝置(17)屬于所述料盒或者附接到所述料盒，并且所述活塞單元(20, 41)的夾緊力施加在所述密封裝置(17)上。
3. 根據(jù)權利要求2所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述料盒的密封裝置(17)由可變形材料制成。
4. 根據(jù)權利要求3所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述料盒的密封裝置(17)是厚度為0.8mm或更小的密封件。
5. 根據(jù)權利要求4所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述料盒的密封裝置(17 )是厚度在大約0.2 ~ 0.6mm范圍內(nèi)的密封件。
6. 根據(jù)前述任一項權利要求所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述活塞單元包括寬度為lmm或更小的夾合表面(11)。
7. 根據(jù)前述任一項權利要求所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述注射殼架(4， 48)包括內(nèi)部提取空腔(10, 43)，所述空腔的形狀設計成至少部分地接納所述料盒。
8. 根據(jù)權利要求7所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述空腔(IO，43)包括至少一個流體供應導管(8， 51)，以及可能地至少一個開口元件(9， 62)。
9. 根據(jù)權利要求7或8所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述注射殼架包括壓力室(23， 56)。
10. 根據(jù)權利要求9所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力室(23，56)至少部分地被彈性推動裝置占據(jù)。
11. 根據(jù)權利要求10所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力室(23，56)在靜止時完全^L彈性推動裝置(57)占據(jù)。
12. 根據(jù)權利要求9、 10或11所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力室(23)形成所述提取空腔(10)的延伸部。
13. 根據(jù)權利要求12所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力室(23)形成所迷提取空腔(10)的環(huán)形延伸部。
14. 根據(jù)權利要求12或13所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力室(23)經(jīng)由至少一個開口或溝道或起始溝道(25)與所述提取空腔(10)連通。
15. 根據(jù)權利要求14所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，通過在所述提取空腔(10)與所述壓力室(23)之間沿徑向定位的多個開口或溝道或起始溝道(25)將流體提供給所述壓力室。
16. 根據(jù)權利要求9、 10或11所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力室(56, 58)在所述提取空腔(43)的上游延伸。
17. 根據(jù)權利要求9、 10或11所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述不可壓縮的彈性推動裝置是限定導管(70)的界限的由彈性體或硅酮制成的塊。
18. 根據(jù)權利要求17所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述不可壓縮的彈性推動裝置(57)位于所述壓力室內(nèi)，并且包括第一表面(58)和第二推動表面(59)，流體壓力施加在所述第一表面(58)上并且所述第一表面(58)相對于所述導管(70)徑向延伸，所述第二推動表面(59)橫向延伸以便在所述活塞單元(41)上施加軸向推力。
19. 根據(jù)前述任一項權利要求所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述活塞單元的夾合表面(11)形成壓靠在所述料盒的夾合區(qū)域上的不連續(xù)壓力表面部分。
20. 根據(jù)權利要求18所述的提取系統(tǒng)，其特征在于，所述活塞單元包括夾合表面(11),所述夾合表面包括沿徑向延伸并且分離所述不連續(xù)夾合部分的開口凹槽(31)。
21. —種用于接納料盒的提取設備(2 )，所述提取設備(2)包括包含流體注射裝置(8， 9， 51， 52, 62， 70)的注射殼架(4， 40)，以及料盒支承件(5， 48);所述注射殼架(4， 40)和所述料盒支承件(5， 48)設置成在注射之前由閉合裝置(28, 46)相對于彼此移動成圍繞所述料盒閉合的模式，并且將所述料盒保持在夾合區(qū)域，其特征在于所述注射殼架(5， 48 )包括基部(19， 42 )和閉合活塞單元(20， 41)，所述閉合活塞單元安裝成能夠相對于所述基部沿軸向移動；所述閉合活塞單元(20， 41)能夠在所述料盒的夾合區(qū)域內(nèi)被流體施加的壓力相對于所述基部(19， 42)移動，以便產(chǎn)生阻止在加壓期間所述注射殼架和所述提取支承件相對于彼此打開的夾緊力。
22. 根據(jù)權利要求21所述的設備，其特征在于，所述注射殼架包括壓力室(23， 56)。
23. 根據(jù)權利要求22所述的設備，其特征在于，所述壓力室至少部分被不可壓縮的彈性推動裝置(57)占據(jù)。
24. 根據(jù)權利要求22所述的設備，其特征在于，所述活塞單元包括寬度小于lmm的夾合表面(11)，和徑向凹槽(31)。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用在壓力下被注入料盒的流體從料盒制備飲料的提取系統(tǒng)(1)，所述提取系統(tǒng)(1)包括料盒(3)和用于接納所述料盒的提取設備(2)；該設備包括注射殼架(4)和料盒支承件(5)；所述注射殼架(4)和所述料盒支承件(5)設置成被閉合裝置相對于彼此移動到圍繞料盒閉合的預注射模式。注射殼架(5，48)包括基部(19)和閉合活塞單元(20)，所述閉合活塞單元安裝成能夠相對于所述基部沿軸向移動。所述閉合活塞單元(20)可在注射時在流體施加的壓力下相對于基部(19)移動。
文檔編號A47J31/06GK101528094SQ200780039617
公開日2009年9月9日 申請日期2007年9月20日 優(yōu)先權日2006年9月26日
發(fā)明者A·科萊普, M·奧贊 申請人:雀巢產(chǎn)品技術援助有限公司