устройство для выдачи напитка из жидкого концентрата/экстракта со сменным картриджем с концентратом/экстрактом

Формула изобретения

1. Устройство для выдачи напитков, содержащее

корпус, включающий зону выдачи для выдачи напитка в контейнер; по меньшей мере, один насос и управляющий клапан, соединенные с источником разбавителя, подлежащего выдаче в зоне выдачи;

зону приема картриджа в корпусе;

выдачной исполнительный механизм, расположенный в корпусе;

картридж с концентратом/экстрактом, с возможностью удаления вводимый в зону приема картриджа в положение для приведения в действие выдачным исполнительным механизмом, при этом картридж приспособлен для удерживания жидкого концентрата/экстракта напитка и включает отверстие для выдачи указанного концентрата/экстракта напитка в зону выдачи после помещения картриджа в зону приема картриджа; и

контроллер, расположенный в корпусе, для управления исполнительным механизмом для выдачи концентрата/экстракта из картриджа и управления по меньшей мере одним насосом или управляющим клапаном для выдачи разбавителя, так чтобы выдавать концентрат/экстракт и разбавитель в зону выдачи,

при этом с полым корпусом соединено приводимое в действие снаружи насосное устройство для выдачи указанного концентрата/экстракта из полого корпуса через указанное отверстие.

2. Устройство по п.1, в котором контроллер приспособлен для изменения скорости выдачного исполнительного механизма для изменения скорости, с которой концентрат/экстракт выдается из картриджа.

3. Устройство по п.1, в котором картридж с концентратом/экстрактом дополнительно содержит сжимаемый полый корпус для удерживания указанного концентрата/экстракта.

4. Устройство по п.3, в котором исполнительный механизм включает катушку для создания магнитного поля для приведения в действие насосного устройства.

5. Устройство по п.4, в котором контроллер способен изменять напряжение на катушке для создания изменяющегося магнитного поля.

6. Устройство по п.1, дополнительно содержащее нагревательный элемент, расположенный в корпусе, для нагревания разбавителя.

7. Устройство по п.1, дополнительно содержащее резервуар для размещения и хранения разбавителя, соединенный по меньшей мере с одним насосом или управляющим клапаном.

8. Устройство по п.7, дополнительно содержащее датчик наполнения, расположенный в корпусе, для определения уровня разбавителя в резервуаре и подачи в контроллер сигнала об уровне наполнения разбавителя.

9. Устройство по п.7, дополнительно содержащее по меньшей мере одно смотровое окно для разбавителя на корпусе для проверки уровня разбавителя в резервуаре.

10. Устройство по п.1, дополнительно содержащее по меньшей мере одно смотровое окно для концентрата/экстракта в корпусе для проверки картриджа с концентратом/экстрактом, когда картридж установлен в зоне приема картриджа.

11. Устройство по п.1, в котором зона приема картриджа включает элемент выравнивания, и картридж включает комплементарное средство выравнивания картриджа в зоне приема картриджа.

12. Устройство по п.1, в котором картридж включает удаляемое уплотнение, соединенное с отверстием.

13. Устройство по п.1, дополнительно содержащее кнопки управления для пользователя, расположенные на корпусе в соединении с контроллером, для выбора пользователем одной из нескольких заданных скоростей выдачи концентрата/экстракта для приготовления напитка желаемой крепости.

14. Устройство по п.1, дополнительно содержащее переключатель, расположенный на корпусе, для приведения в действие контроллера для выдачи концентрата/экстракта и разбавителя, когда присутствует контейнер.

15. Устройство по п.1, в котором путь прохождения потока концентрата/экстракта и путь прохождения потока разбавителя являются раздельными, так что смешивание концентрата/экстракта происходит вне устройства для выдачи.

16. Устройство по п.1, в котором выдачное отверстие включает отверстие с размером, обеспечивающим самозакрытие за счет размера отверстия и силы поверхностного натяжения жидкого концентрата/экстракта.

17. Устройство по п.1, в котором картридж с концентратом/экстрактом включает идентификатор для идентификации содержимого картриджа с концентратом/экстрактом, при этом устройство дополнительно содержит датчик, соединенный с контроллером, для считывания идентификатора и передачи информации, относящейся к идентификатору, контроллеру.

18. Устройство по п.1, дополнительно содержащее открываемую загрузочную дверцу для загрузки картриджа с концентратом/экстрактом в корпус, при этом загрузочная дверца выполнена с возможностью перемещения из первого положения, в котором картридж с концентратом/экстрактом открыт и доступен, во второе положение, в котором картридж с концентратом/экстрактом недоступен и содержится внутри зоны приема картриджа в корпусе.

19. Устройство по п.1, дополнительно содержащее трубку подачи разбавителя, которая продолжается, по меньшей мере, от одного из упомянутых насоса и управляющего клапана, в направлении зоны выдачи, для подачи разбавителя в зону выдачи.

20. Способ выдачи выбранного напитка, приготовленного из концентрата/экстракта и разбавителя, предусматривающий

введение сменного картриджа с выбранным концентратом/экстрактом напитка в устройство для выдачи напитка, при этом картридж имеет приводимое в действие снаружи насосное устройство и выдачную трубку, которая продолжается в направлении зоны выдачи устройства для выдачи напитка;

обеспечение разбавителя в устройстве для выдачи напитка;

приведение в действие устройства для выдачи концентрата/экстракта из картриджа в контейнер, расположенный в зоне выдачи, и выдачи разбавителя в контейнер, расположенный в зоне выдачи; и

смешивание концентрата/экстракта и разбавителя в контейнере.

21. Способ по п.20, дополнительно предусматривающий удаление картриджа с концентратом/экстрактом и введение другого картриджа с концентратом/экстрактом.

22. Способ по п.20, дополнительно предусматривающий выбор желаемой концентрации напитка и выдачу на его основе концентрата/экстракта с одной из нескольких предусмотренных скоростей.

23. Способ по п.22, дополнительно предусматривающий выдачу разбавителя с заданной скоростью по существу одновременно с выдачей концентрата/экстракта.

24. Способ по п.20, в котором стадия обеспечения разбавителя включает наливание разбавителя в резервуар для разбавителя, расположенный в устройстве.

25. Способ по п.20, дополнительно предусматривающий нагревание разбавителя для выдачи горячего напитка.

26. Способ по п.25, дополнительно предусматривающий обеспечение в картридже одного из: жидкого концентрата/экстракта кофе, чая или шоколада, для выдачи, соответственно, горячего кофе, горячего чая или горячего шоколада.

27. Картридж с концентратом/экстрактом для устройства для выдачи напитков, приспособленного для выдачи жидкого концентрата/экстракта и разбавителя, содержащий:

полый корпус для удерживания жидкого концентрата/экстракта;

отверстие, образованное в полом корпусе; и

приводимое в действие снаружи насосное устройство, соединенное с полым корпусом, для выдачи жидкого концентрата/экстракта из полого корпуса через отверстие.

28. Картридж по п.27, в котором полый корпус является сжимаемым мешком.

29. Картридж по п.27, в котором полый корпус выполнен из пленочного материала.

30. Картридж по п.27, в котором насосное устройство включает, по меньшей мере один ферромагнитный компонент, приводимый в действие наружным соленоидным приводом.

31. Картридж по п.27, в котором полый корпус дополнительно содержит выдачную трубку и в котором насосное устройство расположено внутри выдачной трубки.

32. Картридж по п.27, в котором полый корпус дополнительно содержит выдачную трубку, образующую внутреннюю поверхность, причем насосное устройство содержит:

седло клапана, соединенное с выдачной трубкой и фиксированное внутри пространства, образуемого внутренней поверхностью выдачной трубки, при этом седло клапана включает отверстие для прохождения потока концентрата/экстракта через выдачную трубку; трубки, при этом седло клапана включает отверстие для прохождения потока концентрата/экстракта через выдачную трубку;

корпус клапана в разъемном контакте с седлом клапана, которое попеременно закрывает и открывает отверстие; и

поршень, соединенный с корпусом клапана в подвижном контакте внутри выдачной трубки для выталкивания концентрата/экстракта через отверстие.

33. Картридж по п.32, в котором по меньшей мере один из седла клапана или поршня является ферромагнитным.

34. Картридж по п.32, в котором насосное устройство дополнительно содержит пружину, расположенную между седлом клапана и корпусом клапана для введения корпуса клапана в контакт с седлом клапана, так чтобы отверстие закрывалось.

35. Картридж по п.32, в котором поршень включает по меньшей мере одно сквозное отверстие для прохождения концентрата/экстракта.

36. Картридж по п.32, в котором поршень включает по меньшей мере одно сквозное отверстие, имеющее глубину, по меньшей мере в два раза превышающее его ширину, для прохождения концентрата/экстракта.

37. Картридж по п.32, в котором поршень и корпус клапана соединены посредством штока клапана, который продолжается через отверстие.

38. Картридж по п.27, в котором насосное устройство содержит подвижный поршень, расположенный в полом корпусе в контакте с внутренней поверхностью полого корпуса для создания содержащей концентрат/экстракт камеры между поршнем и внутренней поверхностью.

39. Картридж по п.27, в котором указанное отверстие в полом корпусе образовано выдачной трубкой.

40. Картридж по п.27, дополнительно содержащий съемную прокладку, приклеенную с герметизацией к полому корпусу, которая закрывает указанный проем для предотвращения загрязнения концентрата/экстракта.

41. Картридж по п.27, дополнительно содержащий распознаваемый контроллером идентификатор для обеспечения информации для контроллера, соединенного с устройством для выдачи напитков, для обеспечения выдачи с помощью контроллера правильного количества жидкого концентрата/экстракта относительно количества выдаваемого разбавителя.

42. Картридж по п.27, дополнительно содержащий распознаваемый контроллером радиочастотный идентификатор для обеспечения информации для контроллера, соединенного с устройством для выдачи напитков, для обеспечения выдачи с помощью контроллера правильного количества жидкого концентрата/экстракта относительно количества выдаваемого разбавителя.

43. Картридж по п.27, дополнительно содержащий распознаваемый контроллером штрих-код для обеспечения информации для контроллера, соединенного с устройством для выдачи напитков, для обеспечения выдачи с помощью контроллера правильного количества жидкого концентрата/экстракта относительно количества выдаваемого разбавителя.

44. Способ выдачи жидкого концентрата/экстракта из устройства для выдачи напитков, приспособленного для выдачи жидкого концентрата/экстракта и разбавителя, предусматривающий:

обеспечение сменного картриджа с концентратом/экстрактом, включающего сжимаемый мешок для удерживания жидкого концентрата/экстракта; выдачную часть, соединенную со сжимаемым мешком, включающим отверстие; и насосное устройство, соединенное по меньшей мере с одним из сжимаемого мешка и выдачной части для выдачи жидкого концентрата/экстракта из мешка через отверстие;

введение картриджа в устройство для выдачи напитков; и

приведение в действие насосного устройства для создания потока концентрата/экстракта через отверстие выдачной части непосредственно в контейнер для напитка.

45. Способ по п.44, в котором насосное устройство снабжают по меньшей мере одним ферромагнитным компонентом, причем приведение в действие насосного устройства включает создание магнитного поля вблизи насосного устройства.

46. Способ по п.44, в котором насосное устройство снабжают по меньшей мере одним ферромагнитным компонентом, причем приведение в действие насосного устройства включает создание прерывистого магнитного поля вблизи насосного устройства.

47. Способ по п.44, в котором выдачную часть снабжают выдачной трубкой, образующей внутреннюю поверхность, при этом насосное устройство снабжают

седлом клапана, соединенным с выдачной трубкой внутри пространства, образуемого внутренней поверхностью выдачной трубки, при этом седло клапана включает отверстие для прохождения потока концентрата/экстракта через выдачную трубку;

корпусом клапана в разъемном контакте с седлом клапана для попеременного закрывания и открывания отверстия; и

поршнем, соединенным с корпусом клапана, который может перемещаться внутри внутренней поверхности выдачной трубки для выталкивания концентрата/экстракта через отверстие;

при этом приведение в действие насосного устройства включает приложение магнитного поля вблизи седла клапана и поршня для приведения в действие поршня.

Приоритет по пунктам:

13.02.2004 по пп.1-14 и 16-47;

19.10.2004 по п.15.

Описание изобретения к патенту

Данное изобретение относится к устройству для выдачи напитков, которое выдает напиток, приготовленный из разбавителя, такого как вода, и жидкого концентрата или экстракта напитка.

Известны устройства для выдачи напитков для приготовления напитков из жидкого концентрата или экстракта. В одном известном из уровня техники решении находящаяся под давлением банка жидкого концентрата/экстракта напитка расположена внутри кувшинообразного устройства, имеющего механизм для выпускания заданного количества жидкого концентрата/экстракта из находящейся под давлением банки в камеру смешивания напитка. Нагреваемый резервуар для жидкости расположен на дне котла, и нагретая жидкость принудительно направляется вверх в смесительную камеру, в которой образуется смешанный напиток в устройстве перед розливом. Это устройство имеет несколько недостатков за счет сложности выдачного механизма и необходимости очистки смесительной камеры в устройстве после каждого использования. Известно также снабжение кофейной машины пригодным для длительного хранения жидким кофейным концентратом/экстрактом. Жидкий кофейный концентрат/экстракт заливают в резервуар устройства для приготовления кофе, и заданное количество концентрата/экстракта перемещается из резервуара в заварочную камеру, в которой он смешивается с нагретой водой перед выдачей в емкость для питья или кувшин. Хотя это устройство исключает необходимость в кофейных фильтрах и помол кофе, а также обеспечивает использование пригодного для длительного хранения жидкого концентрата/экстракта, всю машину необходимо чистить после использования, за счет того, что концентрат/экстракт заливается в кофейную машину перед выдачей в заварочную камеру в машине. Дополнительно к этому, нельзя переключать тип выдаваемого напитка простым и удобным образом.

Также известна система приготовления напитков из сухого материала напитка и горячей воды из находящегося под давлением источника. Материал напитка обеспечен в герметичном картридже, и устройство прокалывает герметичный картридж и впрыскивает горячую воду под давлением в картридж для заварки напитка из материала напитка. Может быть предусмотрено карусельное устройство, которое позволяет пользователю выбрать один из нескольких различных картриджей напитка. Однако недостатком этого устройства является то, что остаток предыдущего напитка остается в зоне впрыска горячей воды под давлением, а также в расположенной за ним воронке, которая направляет напиток в чашку пользователя.

Желательно создать более удобный и простой способ смешивания и выдачи напитков различного типа из единственного устройства для выдачи напитков удобным и приятным для пользователя образом, а также без необходимости очистки устройства для выдачи, когда пользователь желает заменить тип выдаваемого напитка. Желательно также обеспечить возможность для пользователя выбирать крепость напитка из нескольких возможностей выбора, так чтобы удовлетворять предпочтения пользователя. Желательно также создать устройство для выдачи напитков, которое не приводит к чрезмерным потерям концентрата/экстракта и позволяет пользователю выбирать из нескольких типов напитков и выбирать из нескольких размеров контейнера для напитка, таких как кофейная кружка или одноразовые чашки, имеющие различные размеры, с одновременным обеспечением желаемой крепости напитка.

По существу, в первом варианте выполнения данное изобретение предлагает устройство для выдачи напитка в контейнер. Это устройство включает корпус, имеющий зону выдачи. Насос и управляющий клапан соединены с источником разбавителя, подлежащего выдаче в зоне выдачи. Зона приема картриджа и выдачной исполнительный механизм расположены в корпусе. Картридж с концентратом/экстрактом выполнен с возможностью повторного введения в зону приема картриджа в положение для приведения в действие исполнительным механизмом выдачи, при этом картридж с концентратом/экстрактом приспособлен для удерживания концентрата/экстракта напитка и включает отверстие для выдачи концентрата/экстракта напитка в зону выдачи после помещения картриджа с концентратом/экстрактом в зону приема картриджа. В корпусе расположен контроллер для управления исполнительным механизмом для выдачи концентрата/экстракта из картриджа и управления насосом или управляющим клапаном для выдачи разбавителя, так чтобы выдавать концентрат/экстракт и разбавитель в зону выдачи. Также предлагается способ выдачи выбранного напитка, приготовленного из концентрата/экстракта и разбавителя.

Во втором варианте выполнения изобретение предлагает картридж с концентратом/экстрактом для устройства для выдачи напитков, приспособленного для выдачи жидкого концентрата/экстракта и разбавителя. Картридж включает полый корпус для удерживания жидкого концентрата/экстракта и отверстие для выдачи жидкого концентрата/экстракта. Насосное устройство соединено с полым корпусом для выдачи жидкого концентрата/экстракта из полого корпуса через указанное отверстие. Предлагается также способ выдачи жидкого концентрата/экстракта из устройства для выдачи напитков с использованием картриджа с концентратом/экстрактом.

Для лучшего понимания указанной выше сущности изобретения ниже приводится подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - вид в перспективе справа устройства для выдачи напитков по первому предпочтительному варианту выполнения изобретения;

фиг.2 - вид слева в перспективе устройства для выдачи напитков по фиг.1, в положении заряжания картриджа;

фиг.2A - вид сбоку в частичном сечении устройства для выдачи напитков по фиг.1;

фиг.2B - вид спереди в частичном сечении устройства для выдачи напитков по фиг.1;

фиг.3 - вид спереди механизма выдачи концентрата по фиг.1;

фиг.3A - сечение механизма выдачи концентрата;

фиг.4 - вид сбоку картриджа с концентратом/экстрактом по изобретению, для использования в устройстве напитков по фиг.1;

фиг.5 - вид сверху картриджа с концентратом/экстрактом по фиг.2-4;

фиг.6 - подетальный вид в перспективе картриджа с концентратом/экстрактом по фиг.4, включая съемный нижний колпачок;

фиг.7 - вид в перспективе картриджа с концентратом/экстрактом по фиг.4, включая съемный нижний колпачок;

фиг.8 - вид спереди устройства для выдачи напитков по второму предпочтительному варианту выполнения изобретения;

фиг.9 - сечение устройства для выдачи напитков по фиг.8, по 9-9 на фиг.8;

фиг.10 - сечение устройства для выдачи напитков по фиг.8, по 10-10 на фиг.9;

фиг.11 - вид сбоку картриджа с концентратом/экстрактом для использования в устройстве напитков по фиг.8-10;

фиг.12 - сечение картриджа по 12-12 на фиг.11;

фиг.13 - картридж с концентратом/экстрактом по фиг.1, при виде снизу в сечении по 13-13 на фиг.11;

фиг.14 - вид в перспективе устройства для выдачи напитков по фиг.8, со съемным картриджем с концентратом/экстрактом в установленном положении;

фиг.15 - вид спереди устройства для выдачи напитков по третьему предпочтительному варианту выполнения изобретения;

фиг.16 - вид в перспективе слева устройства для выдачи напитков по фиг.15, с резервуаром для разбавителя;

фиг.17 - подетальный вид в перспективе картриджа с концентратом/экстрактом и выдачной исполнительный механизм устройства для выдачи напитков по фиг.15;

фиг.18 - картридж с концентратом/экстрактом и выдачной исполнительный механизм устройства для выдачи напитков по фиг.15, в соединенном положении, в изометрической проекции;

фиг.19 - вид в перспективе узла форсунки картриджа с концентратом/экстрактом по фиг.15;

фиг.20 - сечение узла форсунки по фиг.19 и 20, по 20-20 на фиг.19;

фиг.21 - вид в перспективе узла поршня клапана узла форсунки по фиг.19 и 20.

Определенная терминология используется в последующем описании лишь для удобства и ее не следует рассматривать как имеющую ограничительный характер. Такие слова как «передний», «задний», «верхний» и «нижний» указывают направления на чертежах, на которые делается ссылка. Эта терминология включает слова, специально указанные выше, а также производные от них и слова аналогичного содержания. Дополнительно к этому, понятие «один» включает один или несколько указываемых объектов, если специально не оговорено другое.

Ниже приводится описание предпочтительных вариантов выполнения со ссылками на чертежи, на которых одинаковыми цифровыми позициями обозначены аналогичные элементы.

На фиг.1 показано устройство 10 напитков, приспособленное для выдачи напитка, содержащего жидкий концентрат/экстракт (обозначенный стрелкой 12) и разбавитель 14 (в резервуаре 22 и обозначенный стрелками в зоне 30 выдачи). Устройство 10 включает корпус 20 с расположенным в нем резервуаром 22 для разбавителя. Корпус 20 предпочтительно является корпусом, отлитым из полимерного материала. Однако специалисту в данной области понятно, что можно использовать другие материалы для формирования корпуса 20. Дополнительно к этому, резервуар 22 для разбавителя предпочтительно также выполнен посредством литья полимерного, стойкого к гидролизу материала, такого как полиэтилен или полиэтилен высокой плотности (HDPE). Однако можно использовать также другой подходящий для использования для пищевых продуктов материал. Наверху корпуса 20 устройства для выдачи предпочтительно расположена съемная крышка 24, закрывающая резервуар 22 для разбавителя. В качестве альтернативного решения, может быть предусмотрена сетчатая решетка, так что крышка 24 не должна быть съемной, и жидкий разбавитель 14, такой как вода, можно наливать непосредственно через крышку 24 в резервуар 22. Крышка 24 предпочтительно также выполнена из подходящего литого полимерного материала. Однако при желании можно использовать также материалы других типов.

Как показано на фиг.1 и 2, зона 30 выдачи расположена спереди корпуса 20 устройства для выдачи. Зона 30 выдачи приспособлена для обеспечения размещения под ней контейнера для напитка, такого как чашка. Корпус 20 предпочтительно имеет такую форму и размеры, что можно размещать различные контейнеры для напитков разного размера, такие как стаканы, кофейные чашки или кружки или различные другие контейнеры для напитков под зоной 30 выдачи, которая предпочтительно расположена спереди корпуса 20.

В предпочтительном варианте выполнения резервуар 22 для разбавителя нагревается с помощью нагревательного элемента 34, который подробно показан на фиг.2A. Он предпочтительно установлен с уплотнением 35 в отверстии, расположенном в дне резервуара 22 для разбавителя, и управление им осуществляется термостатически через термостат 36, который определяет, когда достигнута заданная температура. Хотя использование нагревательного элемента 34 является не обязательным, так что можно выдавать холодные или имеющие комнатную температуру напитки, а также горячие напитки с использованием устройства для выдачи 10, однако в особенно предпочтительном варианте выполнения, в котором устройство 10 используется в качестве устройства для выдачи горячих напитков, таких как горячий кофе, горячий чай и/или горячий шоколад, требуется нагревательный элемент 34.

Хотя в показанном предпочтительном варианте выполнения нагревательный элемент 34 расположен под резервуаром 22 для разбавителя, можно использовать также скоростной нагреватель, расположенный между резервуаром 22 и зоной 30 выдачи для нагревания разбавителя перед выдачей. Электрические скоростные нагреватели известны и могут требовать более длинный путь прохождения разбавителя 14 для достижения правильной температуры перед выдачей.

Как показано на фиг.1-3A, с резервуаром 22 предпочтительно соединена линия 16 питания, которая подает разбавитель в зону 30 выдачи. Питающая линия 16 предпочтительно соединена с насосом 18, который может подавать воду из резервуара в зону выдачи с изменяемой скоростью. В качестве альтернативного решения, питающая линия 16 может быть соединена с управляющим клапаном, описание которого будет приведено ниже в связи со вторым предпочтительным вариантом выполнения, показанным на фиг.8-14.

Как показано на фиг.1-3A, зона 31 приема картриджа расположена в корпусе 20. Зона 31 приема картриджа предпочтительно выполнена в виде углубления, расположенного в корпусе 20 с размерами, позволяющими принять картридж 50 концентрата/экстракта, подробное описание которого будет приведено ниже. Загрузочная дверца 32 поворачивается в открытое положение для зарядки картриджа 50 в держатель 33 картриджа, предпочтительно расположенного на дверце 32, и поворачивается в закрытое положение для позиционирования картриджа 50 в зоне 31 приема картриджа под выдачным исполнительным механизмом 38 картриджа, подробное описание которого будет приведено ниже. На цилиндре 51 картриджа 50 предпочтительно предусмотрен выравнивающий штифт 45, который входит в соответствующее отверстие в держателе 33 картриджа для позиционирования и предотвращения поворота картриджа 50.

На фиг.4-7 детально показан картридж 50 концентрата/экстракта, который приспособлен для удерживания концентрата/экстракта 12 напитка. В предпочтительном варианте выполнения картридж 50 концентрата/экстракта содержит полый корпус, предпочтительно в виде цилиндра 51 с нижней стенкой 52 и открытым верхом 53. В открытом верхе 53 расположен поршень 57. Внутренняя поверхность 59 цилиндра 51 и поршень 57 задают камеру 58, содержащую концентрат/экстракт.

Цилиндр 51 и поршень 53 картриджа предпочтительно выполнены из подходящего полимерного материала, такого как полипропилен или полиэтилен, которые не загрязняют концентрат/экстракт 12 напитка и сохраняют его в стерильном и/или асептическом состоянии. В качестве альтернативного решения можно использовать любой другой допущенный для пищевых продуктов материал для цилиндра 51 и поршня 53 картриджа. Кроме того, цилиндр 51 предпочтительно выполнен из прозрачного или полупрозрачного материала для обеспечения возможности пользователю определять объем концентрата/экстракта 12, оставшегося в картридже 50. Кроме того, цилиндр 51 и поршень 53 должны иметь достаточную толщину стенок для выдерживания давления, образующегося во время процесса приведения в действие, описание которого будет приведено ниже, без значительной деформации.

Цилиндр 51 снабжен выдачной трубкой 54 для прохождения концентрата/экстракта из содержащей концентрат/экстракт камеры 58 к зоне 30 выдачи. С выдачной трубкой 54 предпочтительно соединена пробка 72, имеющая отверстие 73 для прохождения потока для регулирования потока концентрата/экстракта 12. Пробка 72 предпочтительно снабжена резьбой с изменяющимся диаметром и соединена с соответствующей резьбой на внутренней поверхности выдачной трубки 54. Глухие отверстия 74 предусмотрены для затяжного гаечного ключа или аналогичного инструмента для установки или снятия пробки 72. В качестве альтернативного решения может быть предусмотрена любая подходящая структура на пробке 72 или выполненная в виде единого целого с пробкой 72 для облегчения установки и удаления. Поскольку пробка 72 является модульной, то можно выбирать отверстия различного размера для соответствия различной вязкости концентрата/экстракта. В качестве альтернативного решения от пробки 72 можно отказаться и отверстие 73 для потока может быть интегрировано в выдачную трубку 54.

Как показано на фиг.6 и 7, в предпочтительном варианте выполнения над одним концом выдачной трубки 54 во время хранения и перед установкой картриджа 50 внутрь корпуса 20 расположены прокладка 66 из фольги и нижний колпачок 68. Прокладка 66 из фольги предпочтительно содержит клейкую поверхность и расположена над отверстием 73 на пробке 72 с образованием уплотнения, создающего эффективный барьер для воздуха. Нижний колпачок 68 включает основание 69 и соединительное тело 70, прикрепленное к основанию 69, предпочтительно имеющему внутреннюю резьбу, которая сопряжена с наружной резьбой на выдачной трубке 54. Нижний фланец 71 продолжается от периферии основания 69 и контактирует с нижней стенкой 52 цилиндра 51. Прокладка 66 из фольги во взаимодействии с нижним колпачком 68 помогает удерживать содержимое 12 картриджа 50 в стерильном и/или асептическом состоянии до установки картриджа 50.

Поршень 57 эффективно предотвращает утечку концентрата/экстракта 12 из содержащей его камеры 58 через открытый верх 53 цилиндра 51. Поршень 57 предпочтительно включает податливую диафрагму 75, которая окружает седло 63 для приводного вала 56, описание которого приводится ниже. На периферии диафрагмы 75 имеется уплотнительная кромка 76, имеющая продолжающуюся вверх манжету 77 и продолжающуюся вниз манжету 78, которые совместно сохраняют повышенное давление в камере 58, когда к седлу 63 прикладывается усилие с помощью приводного вала 56. Диафрагма 75 предпочтительно выполнена с возможностью легкого упругого отклонения при приложении усилия к седлу 63.

На верху цилиндра 51 предпочтительно установлен верхний колпачок 81 для сокрытия поршня 57. Верхний колпачок 81 предпочтительно включает фланец 82, который плотно скользит по утопленному плечу 49, выполненному как единое целое с цилиндром 51. Верхний колпачок 81 может быть приклеен к цилиндру 51 с использованием подходящего клея или другим образом. В качестве альтернативного решения, верхний фланец 82 и утопленное плечо 49 могут включать резьбовые части для разъемного соединения верхнего колпачка 81 с цилиндром 51. Верхний колпачок 81 дополнительно включает отверстие 83, через которое приводной вал 56, описание которого будет приведено ниже, продолжается для приведения в действие поршня 57. Предпочтительно предусмотрено углубление 84 для размещения идентификационной этикетки или крышки, которая может стягиваться или пробиваться с помощью выдачного исполнительного механизма.

Как показано на фиг.3 и 3A, выдачной исполнительный механизм 38 картриджа включает приводной электродвигатель 64, соединенный с несколькими находящимися в зацеплении зубчатыми колесами 60, которые в свою очередь приводят в движение зубчатое колесо 65 с внутренней резьбой и соответствующий приводной вал 56. Приводной вал 56 и зубчатые колеса 60, 65 предпочтительно отлиты из полимерного материала. Приводной вал 56 предпочтительно имеет резьбу, например трапецеидальную винтовую нарезку, и входит в зацепление с соответствующей выровненной в осевом направлении частью внутренней резьбы зубчатого колеса 65 с внутренней резьбой. Электродвигатель предпочтительно приводит во вращение одно из находящихся в зацеплении зубчатых колес 60 через приводной вал 67 электродвигателя, приводящего во вращение находящиеся в зацеплении зубчатые колеса 60 и зубчатое колесо 65 с внутренней резьбой. Вращение зубчатого колеса 65 с внутренней резьбой вызывает перемещение приводного вала 56 в направлении его оси. Приводной вал 56 перемещается через отверстие 83 в верхнем колпачке 81, которое помогает направлять вал 56, и приходит в зацепление с седлом 63 в поршне 57 картриджа 50. За счет этого поршень 57 перемещается/сдвигается, приводя к выдаче концентрата/экстракта 12 через интегральную выдачную трубку 54 в зону 30 выдачи. Поршень 57 выполнен с возможностью перемещения из первоначального положения, показанного на фиг.3, во второе положение, показанное пунктирными линиями и обозначенное позицией 57' на фиг.3, для уменьшения размера камеры 58, 58'.

Один признак данного изобретения состоит в том, что картридж 50 защищен от утечки концентрата/экстракта 12 из отверстия в нерабочем состоянии. Как указывалось выше, диафрагма 75 выполнена с возможностью легкого упругого отклонения, когда к седлу 63 прикладывается усилие. Когда усилие снимается с седла 63 поршня 57, диафрагма 75 возвращается в свою исходную не отклоненную форму, вызывая по меньшей мере частичное втягивание концентрата/экстракта 12, находящегося внутри интегральной выдачной трубки 54, обратно в цилиндр 51. Это является частично результатом упругости диафрагмы 75, продолжающихся вверх манжет 77 и продолжающихся вниз манжет 78. После выдачи желаемого количества концентрата/экстракта 12 из картриджа 50 контроллер 80 выдает сигнал на кратковременное реверсирование электродвигателя 64, что приводит к легкому выходу приводного вала 56 из поршня 57. Это позволяет поршню 57 вернуться в свою первоначальную форму и создавать разряжение внутри камеры 58. Это помогает предотвращать утечку концентрата/экстракта 12, находящегося внутри трубки 54, в зону 30 выдачи.

В первом предпочтительном варианте выполнения картридж 50 концентрата/экстракта является одноразовым, например, когда картридж 50 опустошается от конкретного концентрата/экстракта напитка, или же пользователь решает заменить картриджы для выдачи напитка другого типа из устройства для выдачи 10.

Перед установкой картриджа 50 пользователь отвинчивает нижний колпачок 68 с конца картриджа 50 и удаляет прокладку 66 из фольги, так что выдачная трубка 54 открывается. Однако за счет небольшого диаметра, предпочтительно порядка 1 мм или меньше, отверстия 73 через пробку 72, концентрат/экстракт не выходит вследствие вязкости и/или силы поверхностного натяжения концентрата/экстракта вследствие длины отверстия 73. Концентрат/экстракт выходит лишь под действием давления приводного вала 56 на поршень 57, выдавливающий концентрат/экстракт через выдачную трубку 54 в зону 30 выдачи.

За счет пробки 72, имеющей отверстие 73, которое обладает самозакрывающим свойством за счет диаметра отверстия, длины пробки 72 и вязкости и/или силы поверхностного натяжения концентрата/экстракта 12, не требуется дополнительного уплотнения выдачной трубки 54 после установки картриджа 50 в устройство 10. Специалисту в данной области понятно, что длину и диаметр отверстия 73 через пробку 72 можно изменять в зависимости от вязкости и силы поверхностного натяжения выдаваемого жидкого концентрата/экстракта 12 для сохранения свойства самозакрытия.

Контроллер 80 предпочтительно расположен в корпусе 20 и управляет электродвигателем 64 для выдачи концентрата/экстракта 12 из картриджа 50, когда выдается разбавитель 14, так чтобы концентрат/экстракт 12 и разбавитель 14 выливались в контейнер в зоне 30 выдачи. Контроллер 80 расположен предпочтительно в герметичном электронном модуле для защиты от непреднамеренного повреждения влагой. Контроллер предпочтительно является программируемым логическим контроллером или другим подходящим электронным управляющим устройством.

Как показано на фиг.2-2B, с контроллером соединен также переключатель 86 питания для включения и выключения электропитания, подаваемого по линии 86 электропитания. Переключатель 87 электродвигателя для включения электродвигателя 64 для выдачи концентрата/экстракта 12 из картриджа 50 установлен внутри корпуса 20 вблизи триггерного удлинения 44, так что когда триггер 46 нажимается внутрь контейнером для напитка, то контроллер 80 получает сигнал на включение электродвигателя 64 для начала выдачи концентрата/экстракта 12 из картриджа 50 одновременно с выдачей насосом 18, показанным на фиг.1, разбавителя 14 из резервуара. Предусмотрено входное управляющее устройство в виде сенсорной подушки для изменения крепости напитка, позволяющее пользователю выбирать желаемую крепость напитка. Оно используется контроллером 80 для определения количества концентрата/экстракта 12, подлежащего смешиванию с разбавителем 14. Это можно осуществлять посредством изменения скорости, с которой выдается разбавитель или же посредством изменения скорости электродвигателя 64 для управления количеством выдаваемого концентрата/экстракта. Разбавитель 14 предпочтительно нагнетается из резервуара 22 с постоянной скоростью, а концентрат/экстракт 12 выдается из картриджа 50 с изменяемой скоростью. В предпочтительном варианте выполнения, показанном на фиг.1, показаны четыре различные крепости напитка. Визуальный индикатор, такой как светоизлучающий диод 92 зажигается для указания выбранной крепости напитка. Специалисту в данной области понятно, что можно использовать различное количество заданных крепостей напитка и что четыре крепости показаны лишь в качестве примера. Дополнительно к этому, крепость напитка можно изменять непрерывно на основе управления пользователем с выбранными диапазонами, показываемыми как предпочтительные для различных типов напитков. В качестве альтернативного решения может быть предусмотрен переключатель, позволяющий пользователю сигнализировать в контроллер 80, какой тип напитка установлен, так что контроллер 80 может в соответствии с этим регулировать количество выдаваемого концентрата/экстракта. На картридже 50 предпочтительно предусмотрен идентификатор 61 для указания типа концентрата/экстракта 12, находящегося в картридже 50. Идентификатор предпочтительно автоматически распознается контроллером 80 за счет различной формы или за счет различных индексов, расположенных на картридже 50, которые считываются датчиком 37, расположенным в зоне 31, при установке картриджа 50. Идентификатор 61 на картридже может включать также метку радиочастотной идентификации, которая связывается с устройством считывания радиочастотной идентификации, которое расположено в зоне 31 приема картриджа или вблизи нее. В качестве альтернативного решения идентификатор 61 на картридже может включать штрихкод или читаемые компьютером символы, считываемые устройством считывания штрихкода или другим устройством считывания визуального типа, расположенным в зоне 31. Выравнивающий штифт 45 может также выполнять функцию идентификатора для приведения в действие одного или нескольких переключателей для информирования контроллера 80 о типе установленного напитка.

Для нагреваемых напитков контроллер 80 соединен с термостатом 36, как показано на фиг.2A, и контролирует температуру разбавителя 14 в резервуаре 22. Устройство управления пользователя, такое как кнопка 98, соединено с контроллером 80 для обеспечения пользователю регулирования вручную температуры разбавителя. В качестве альтернативного решения желаемая температура может быть запрограммирована в контроллере 80. Может быть предусмотрен световой и/или звуковой индикатор для указания нагревания разбавителя в устройстве до желаемой температуры, так что пользователь знает, что можно выдавать горячий напиток. В качестве альтернативного решения, если используется скоростной нагреватель, то термостат 36 может контролировать температуру разбавителя 14, нагреваемого скоростным нагревателем, так что он нагревается до желаемой температуры. Предпочтительно предусмотрен предельный переключатель 88, сигнализирующий контроллеру 80, когда он обнаружит низкий уровень разбавителя 14 в резервуаре 22. Когда контроллер 80 принимает сигнал из предельного переключателя 88 о низком уровне разбавителя, то контроллер 80 отключает электропитание нагревательного элемента.

Для выдачи напитка контейнер, такой как контейнер 19 для напитка, прижимают к триггеру 46, и электродвигатель 64 получает сигнал на вращение с изменяемой скоростью в зависимости от выбранной крепости напитка. Одновременно выдается разбавитель 14 с постоянной скоростью, независимо от крепости напитка. Это позволяет наполнять контейнер для напитка любого размера напитком, имеющим желаемую крепость. Например, если используется кружка емкостью шесть унций, то концентрат/экстракт 12 выдается с постоянной выбранной скоростью, управляемой контроллером 80, а разбавитель 14 выдается с постоянной скоростью, определяемой скоростью насоса 18, пока не будет выдано в целом пять-шесть унций жидкого концентрата/экстракта 12 и разбавителя 14. Если используется стакан на двенадцать унций, то на основе одинаковых скоростей выдачи при заполнении контейнера всегда обеспечивается желаемая крепость напитка.

За счет использования картриджа 50, имеющего свою собственную выдачную трубку 54, данное изобретение обеспечивает, что разбавитель 14, который в большинстве случаев является водой или газированной водой, является единственным, что приходит в контакт с резервуаром 22, насосом 18 и линией 16 питания резервуара устройства для выдачи. Это предотвращает загрязнение компонентов устройства для выдачи 10 любым концентратом/экстрактом 12 напитка и обеспечивает простую очистку, а также более длительные периоды между чистками устройства для выдачи 10, поскольку он не загрязняется материалом или остатками напитка любого типа. Дополнительно к этому, смешивание концентрата/экстракта 12 и разбавителя 14 происходит вне устройства для выдачи 10 в контейнере 19 для напитка, так что можно выдавать различные типы напитков посредством простой замены картриджа 50 другим картриджем, имеющим в нем другой тип концентрата/экстракта 12 напитка.

Дополнительные признаки изобретения включают смотровое окно 91 для разбавителя, расположенное на передней части устройства для выдачи 10, как показано на фиг.1, которое позволяет пользователю видеть уровень разбавителя в резервуаре 22.

Согласно изобретению может быть предусмотрена замена картриджей 50 напитка для обеспечения выдачи напитков различного типа. Хотя в предпочтительном варианте выполнения картридж 50 включает цилиндр 51 с предусмотренной на нем выдачной трубкой 54, соединенной с содержащей концентрат/экстракт камерой 58, с подвижным поршнем 57, расположенным в цилиндре 51, специалисту в данной области понятно, что можно использовать другие типы исполнительных механизмов. Например, пневматическую исполнительную систему, в которой воздух нагнетается в пространство позади поршня для принудительной выдачи напитка.

В предпочтительном варианте выполнения камера 58, образованная цилиндром 51 картриджа, в основном цилиндрическая, а поршень 57, который задает подвижную стенку содержащей концентрат/экстракт камеры 58, имеет также в основном круговое поперечное сечение. Однако можно использовать другие формы поперечного сечения.

После описания устройства для выдачи 10 по предпочтительному варианту выполнения изобретения ниже приводится описание способа выдачи выбранного напитка, приготовленного из концентрата/экстракта и разбавителя 14. Способ включает введение сменного картриджа 50 с выбранным концентратом/экстрактом 12 в устройство 10 напитка. Картридж 50 включает выдачную трубку 54, которая продолжается в зону 30 выдачи устройства для выдачи 10. Разбавитель, такой как вода, подается в устройство 10. Он может быть расположен в резервуаре 22 или же может подаваться с помощью находящейся под давлением линии подачи разбавителя из наружного источника. Устройство 10 приводят в действие для выдачи концентрата/экстракта 12 из картриджа 50 и для выдачи разбавителя 14 в контейнер пользователя для напитка, расположенный в зоне 30 выдачи. Концентрат/экстракт 12 и разбавитель 14 смешиваются в контейнере 19 за счет турбуленции выдаваемых жидкостей или за счет дополнительного перемешивания.

Для изменения типа выдаваемого напитка или после опустошения картриджа 50 для данного типа напитка картридж 50 концентрата/экстракта удаляют и вводят другой картридж 50 концентрата/экстракта с тем же самым или другим концентратом/экстрактом напитка. Это может происходить на основе предпочтений пользователя относительно желаемого напитка. Согласно изобретению устройство 10 можно использовать для выдачи другого напитка без необходимости чистки устройства для выдачи 10, поскольку с картриджем 50 концентрата/экстракта напитка предусматривается новая выдачная трубка 54.

Устройство 10 по изобретению предпочтительно позволяет выбирать желаемую концентрацию напитка, например, посредством нажатия на сенсорные подушки 90 для выбора более крепкого или более слабого напитка, что указывается с помощью светоизлучающих диодов 92. После выбора желаемой крепости напитка пользователь прижимает контейнер для напитка к триггеру 46, который подает сигнал в контроллер 80 на включение электропитания электродвигателя 64, так что он вращается с заданной скоростью. Электродвигатель вращает несколько зубчатых колес 60 через вал 67 электродвигателя. Резьбовая часть зубчатого колеса 65 с внутренней резьбой находится в зацеплении с резьбовым приводным валом 56 и приводит в движение вал в первом направлении к поршню 57, который задает подвижную стенку внутреннего пространства 58 картриджа 50 с уменьшением объема внутреннего пространства 58 и вызыванием выдачи концентрата/экстракта 12 напитка в контейнер для напитка. Разбавитель 14 выдается с желаемой заданной скоростью в зависимости от выбранной крепости напитка одновременно с выдачей концентрата/экстракта 12, так что можно выдавать любой объем напитка с желаемой крепостью напитка.

В предпочтительном применении картриджы 50 снабжены жидким концентратом/экстрактом кофе, чая или шоколада, так что устройство 10 можно использовать для выдачи горячего кофе, горячего чая или горячего шоколада. В качестве альтернативного решения устройство 10 можно использовать для выдачи любого другого типа напитка, например, содовой воды или пунша с использованием концентрата/экстракта соды или пунша и, например, обеспечения охлажденного разбавителя в резервуаре 22 или подключения охлаждаемого источника разбавителя непосредственно к насосу 18.

Хотя в предпочтительном варианте выполнения картридж 50 приспособлен для использования в связи с выдачей напитков и более предпочтительно горячих напитков, данное изобретение можно использовать также в связи с устройством для выдачи любого типа жидкости, смешиваемой из концентрата/экстракта и разбавителя. Картридж 50 концентрата/экстракта можно использовать для выдачи жидких лекарств, жидких продуктов питания, таких как детское питание, жидких приправ и бесконечного множества других пищевых и непищевых продуктов. Кроме того, картридж 50 можно при желании использовать для выдачи лишь одних вязких жидкостей в контейнер без разбавителя, в случае вязких жидкостей, не требующих разбавителя.

На фиг.8-14 показано устройство 10 напитков по второму предпочтительному варианту выполнения изобретения. В этом варианте выполнения каждый компонент, идентичный или аналогичный компоненту, показанному в предпочтительном варианте выполнения по фиг.1-7, обозначен аналогичной цифровой позицией. Каждая такая числовая позиция получает посредством прибавления к 100 позиции идентичного или аналогичного компонента, показанном на любой из фиг.1-7. Например, резервуар 122 устройства для выдачи 110 напитков по второму предпочтительному варианту выполнения аналогичен резервуару 22 устройства для выдачи 10.

Как показано на фиг.9 и 10, линия 116 питания резервуара предпочтительно соединена с резервуаром 122 и подает разбавитель 114 в управляющий клапан 118. Управляющий клапан 118 соединен с резервуаром 122 для обеспечения выдачи разбавителя 114 в зону 130 выдачи. В предпочтительном варианте выполнения управляющий клапан 118 включает подвижный закрывающий элемент 142, который обычно поджат в закрытое положение с помощью пружины 143. Закрывающий элемент 142 предпочтительно соединен через механический соединитель 144 с триггером 146, который выступает из корпуса 120 ниже зоны 130 выдачи, где он может входить в контакт с боковой стенкой контейнера 119 для напитка для открывания.

Как показано на фиг.8-10, зона 131 для приема картриджа расположена в корпусе 120. Зона 131 для приема картриджа предпочтительно выполнена в виде углубления, расположенного в корпусе и имеющего форму, дополняющую форму картриджа 150 концентрата/экстракта, описание которого будет приведено ниже. Зона 131 приема картриджа предпочтительно включает ключевой признак, такой как выпуклость или выступ 152, показанный на фиг.10, расположенный на картридже 150 и служащий комплементарным средством выравнивания картриджа 150 в зоне 131 приема картриджа. В качестве альтернативного выполнения комплементарного средства выравнивания наружная форма самого картриджа может быть асимметричной для обеспечения упомянутого выравнивания. В качестве еще одного альтернативного решения, поскольку картридж 150 включает выдачную трубку 154 картриджа, то она может также служить в качестве комплементарного средства выравнивания картриджа при его введении пользователем.

Как показано детально на фиг.8-10, картридж 150 концентрата/экстракта вводят с возможностью удаления в зону 131 приема картриджа. Картридж 150 концентрата/экстракта предусмотрен для удерживания концентрата/экстракта и включает исполнительный механизм 155 для выдачи концентрата/экстракта 112 из картриджа 150. Выдачная трубка 154 для концентрата/экстракта продолжается в зону 130 выдачи после помещения картриджа 150 концентрата/экстракта в зону 131 его приема.

В предпочтительном варианте выполнения исполнительный механизм 155 содержит приводной вал 156 с поршнем 157, расположенным в картридже 150 концентрата/экстракта. Поршень 157 выполнен с возможностью перемещения из исходного положения, показанного на фиг.9, в котором поршень 157 и внутренняя стенка картриджа образуют внутреннее пространство 158 хранения, во второе положение, показанное пунктирными линиями и обозначенное позицией 157' на фиг.9, в котором внутреннее пространство 158 имеет уменьшенный объем, что приводит к выдавливанию концентрата/экстракта 112 через выдачную трубку 154.

В предпочтительном варианте выполнения приводной вал 156 имеет резьбу, например, трапецеидальную винтовую нарезку, и находится в зацеплении с дополняющей резьбой внутри поршня 157. Приводное зубчатое колесо 160 расположено вне картриджа 150 и соединено с приводным валом 156. Согласующее зубчатое колесо 162 расположено в корпусе 120 устройства для выдачи. В предпочтительном варианте выполнения приводное зубчатое колесо 160 является прямозубым цилиндрическим зубчатым колесом, а согласующее зубчатое колесо 162 является червячным колесом, которое входит в зацепление с прямозубым зубчатым колесом после введения картриджа 150 в зону 131 приема картриджа корпуса 120 устройства для выдачи. Согласующее зубчатое колесо 162 в корпусе 120 устройства для выдачи соединено с приводным электродвигателем 164, управление которым выполняет контроллер 180, описание которого будет приведено ниже. Электродвигатель 164 предпочтительно приводит в движение согласующее зубчатое колесо 162 через приводной вал 167 электродвигателя, как показано на фиг.10. При вращении электродвигателем 164 согласующего зубчатого колеса 162 приводное зубчатое колесо 160, расположенное на картридже 150, вращает приводной вал 156, и резьба на приводном валу 156 входит в зацепление с соответствующей резьбой в центре поршня 157, толкая поршень вниз с выдавливанием концентрата/экстракта 112 через выдачную трубку 154 и в зону 130 выдачи.

Картридж 150 концентрата/экстракта предпочтительно включает корпус или цилиндр 151, как показано детально на фиг.11, и включает смотровое окно 148 для концентрата/экстракта, расположенное на его передней стороне, как показано на фиг.8 и 11, для обеспечения пользователю возможности определения объема концентрата/экстракта 112, остающегося в картридже 150.

Устройство 110 по изобретению, предпочтительно позволяет выбирать желаемую концентрацию напитка, например, посредством нажатия на сенсорную подушку 190 для выбора более сильной или более слабой концентрации напитка, что указывается с помощью светоизлучающих диодов 192. После выбора желаемой крепости напитка пользователь прижимает контейнер 119 для напитка к триггеру 146, который открывает управляющий клапан 118 при одновременной подаче сигнала в контроллер 80 на подачу электропитания в электродвигатель 164, так что он вращается с желаемой заданной скоростью. Электродвигатель вращает червячное колесо 162 с помощью вала 167 электродвигателя. Червячное колесо находится в зацеплении с прямозубым цилиндрическим зубчатым колесом 160, расположенным на картридже 150 концентрата/экстракта, и вращает приводной вал 156, так что поршень 157, который задает подвижную стенку внутреннего пространства 158 хранения картриджа 150, перемещается в первом направлении, уменьшая объем внутреннего пространства 158 и вызывая выдачу концентрата/экстракта 112 напитка с желаемой скоростью в контейнер 119 для напитка. Разбавитель 114 предпочтительно выдается с заданной скоростью, как указывалось выше, одновременно с концентратом/экстрактом 112, так что можно выдавать любой объем напитка с желаемой крепостью напитка.

На фиг.15-21 показано устройство 210 напитков по другому альтернативному предпочтительному варианту выполнения данного изобретения. В этом варианте выполнения каждый компонент, идентичный или аналогичный компоненту, показанному в предпочтительном варианте выполнения по фиг.1-7, обозначен аналогичной цифровой позицией. Каждая такая числовая позиция получает посредством прибавления к 200 позиции идентичного или аналогичного компонента, показанного на любой из фиг.1-7. Например, корпус 220 устройства для выдачи 210 напитков по третьему варианту выполнения аналогичен корпусу 20 устройства для выдачи 10.

Как показано на фиг.15-16, устройство 210 напитков включает резервуар 222 для разбавителя, соединенный с выходным клапаном 218, управляемым контроллером 280, для выдачи разбавителя 214 в зону 230 выдачи. В качестве альтернативного решения вместо выходного клапана 218 может быть предусмотрен насос для извлечения разбавителя 214 из резервуара 222. Предпочтительно предусмотрена выводная трубка 288 для определения уровня разбавителя 214 в резервуаре 222. Выводная трубка 288 предпочтительно включает металлический поплавок и несколько расположенных на расстоянии друг от друга катушек 296 для сигнализации в контроллер 280 положения поплавка 294. Информация об уровне разбавителя используется контроллером 280 для определения уровня разбавителя 214 в резервуаре 222. Поскольку гидростатический напор разбавителя 214 в резервуаре пропорционален скорости выхода разбавителя 214, то информация о гидростатическом напоре предпочтительно используется контроллером 280 для регулирования скорости выдачного исполнительного механизма 238, описание которого будет приведено ниже, для выдачи желаемого количества концентрата/экстракта 212 относительно количества выдаваемого разбавителя 214. В качестве альтернативного решения, на основании принятой информации об уровне разбавителя, контроллер 280 может управлять выпускным клапаном 218 или, в качестве альтернативного решения, насосом выдачи разбавителя, с обеспечением выдачи правильного количества разбавителя 214 относительно количества выдаваемого концентрата/экстракта 212. Информация, относящаяся к уровню разбавителя, может также использоваться контроллером 280 для включения и выключения нагревательного элемента 234 для нагревания разбавителя 214. Специалисту в данной области понятно, что можно использовать другие детекторы уровня разбавителя, такие как фотоэлемент или электрические детекторы резистивного типа, для определения уровня разбавителя в резервуаре 222.

Устройство 210 дополнительно включает корпус 220, имеющий загрузочную дверцу 232, которая открывает зону 231 приема картриджа. Зона 231 приема картриджа предпочтительно выполнена в виде углубления в корпусе 220 и имеет размер, позволяющей размещать картридж 250 концентрата/экстракта, описание которого будет приведено ниже. Загрузочная дверца 232 поворачивается в открытое положение для загрузки картриджа 250 в зону 231 приема картриджа вблизи выдачного исполнительного механизма 238. Предпочтительно предусмотрено смотровое окно на загрузочной дверце 232 для инспекции картриджа 250.

Как показано на фиг.17 и 18, картридж 250 включает полый корпус 251 для удерживания концентрата/экстракта 212. Полый корпус 251 является предпочтительно сжимаемым и выполнен из гибкого слоистого листа, включающего один или несколько слоев полиэтиленовой, полиэфирной пленки и металлической фольги. В качестве альтернативного решения можно использовать другие подходящие материалы для создания гибкого слоистого листа. С полым корпусом предпочтительно соединен с возможностью герметизации узел форсунки 241, имеющей согласующий элемент 252. Внутренний слой полого корпуса 251 предпочтительно включает элементы, такие как уплотнительные стержни, которые входят в контакт и выравниваются с соответствующими элементами на согласующем элементе 252. Во время сборки в течение заданного периода времени воздействуют теплом и давлением на зону, где находятся в контакте полый корпус 251 и согласующий элемент 252, герметично соединяя полый корпус 251 с согласующим элементом 252. Внутренний слой полого корпуса 251 и согласующий элемент 252 предпочтительно выполнены из одинакового материала, например полиэтилена, или же выполнены из совместимых материалов, так что при приложении тепла и давления, полый корпус 251 и согласующий элемент 252 соединяются с герметизацией. В качестве альтернативного решения согласующий элемент 252 можно приклеивать к полому корпусу 251 с использованием подходящего клея и/или способа склеивания.

Как показано на фиг.19-21, узел 241 форсунки предпочтительно включает выдачную трубку 254, имеющую выходное отверстие 273, соединенную с согласующим элементом 252, и насосное средство 272, расположенное внутри выдачной трубки 254. Согласующий элемент 252 и выдачная трубка 254 предпочтительно являются отдельными компонентами. Таким образом, согласующий элемент 252 можно приклеивать к полому корпусу 251, так что полый корпус 251 можно заполнять жидким концентратом/экстрактом через отверстие в согласующем элементе 252, а затем можно соединять выдачную трубку с согласующим элементом 252, закрывая отверстие и обеспечивая удерживание концентрата/экстракта насосным средством 272. В качестве альтернативного решения выдачная трубка 254 и согласующий элемент 252 могут быть выполнены в виде единого целого. Кроме того, в альтернативном предпочтительном варианте выполнения может быть предусмотрена уплотнительная мембрана в выдачной трубе 354 или согласующем элементе 252 для обеспечения герметичного уплотнения между содержимым полого корпуса 251 и окружающим пространством перед использованием. Уплотнение предпочтительно расположено по потоку перед насосным устройством 272 для предотвращения контакта концентрата/экстракта с насосным устройством 272. Пользователь может протыкать уплотнение перед введением картриджа 250 в корпус 220, предпочтительно с использованием протыкающего устройства, предусмотренного на выдачной трубке 254 или на согласующем элементе 252.

Насосное устройство 272 включает седло клапана 267, соединенное с выдачной трубкой 254 внутри пространства, образуемого внутренней поверхностью выдачной трубки. Седло клапана 267 предпочтительно фиксировано с помощью неподвижной посадки на внутренней поверхности выдачной трубки 254. В качестве альтернативного решения седло клапана 267 и выдачная трубка 254 могут быть соединены с использованием клея или механических крепежных средств. Седло клапана 267 имеет отверстие 283 для прохождения жидкого концентрата/экстракта 212 через выдачную трубку 254. Шток 263 клапана соединен и предпочтительно выполнен как единое целое с корпусом 264 клапана с образованием клапана 260 для попеременного закрывания и открывания отверстия 283 в седле 267 клапана. Поршень 257 соединен со штоком 263 клапана, противоположно корпусу 264 клапана, в контакте с возможностью скольжения или с небольшим зазором относительно внутренней поверхности выдачной трубки 254 для принудительной подачи концентрата/экстракта через отверстие 283. Поршень 257 включает сквозные отверстия 256 для прохождения потока жидкого концентрата/экстракта 212 и глухие отверстия 274 для обеспечения сборки со штоком 263 клапана. Сквозные отверстия 256 предпочтительно имеют глубину, которая равна по меньшей мере их двойной ширине для обеспечения сопротивления потоку при большой скорости поршня. Между поршнем 257 и седлом клапана 267 расположена пружина 265 для удерживания корпуса 264 клапана в контакте с седлом клапана 267 и предотвращения потока жидкости через отверстие 283 клапана. Поршень 257 выполнен из ферромагнитного материала, такого как сталь или железо, для обеспечения приведения в действие с помощью исполнительного механизма 238. Седло клапана 267 предпочтительно выполнено также из ферромагнитного материала. Клапан 260 и пружина 265 предпочтительно выполнены из не ферромагнитных материалов, например, из полимерного материала или нержавеющей стали.

Как показано на фиг.17 и 18, выдачной исполнительный механизм 238 закреплен внутри зоны 231 приема картриджа. Выдачной исполнительный механизм 238 включает электромагнит 276, который предпочтительно содержит катушку. Электромагнит 276 принимает ток, такой как переменный или постоянный ток, из контроллера 280. В предпочтительном варианте выполнения контроллер прерывисто подает полувыпрямленное напряжение 120 В/60 Гц на катушку для создания токов, которые индуцируют прерывистое магнитное поле. Выдачной исполнительный механизм 238 включает отверстие 240 для размещения в нем выдачной трубки 254 картриджа 250. Когда картридж 250 находится в установленном положении в зоне 231, то поршень 257 насосного устройства 272 расположен вблизи электромагнитного центра электромагнита 276, например в центре катушки.

Картридж 250 выдает концентрат/экстракт 212 следующим образом. В катушке приложенное напряжение, предпочтительно полувыпрямленное напряжение 120 В/60 Гц, подаваемое контроллером 280 в электромагнит 276, вызывает ток, приводящий к притягиванию поршня 257 в направлении электромагнитного центра электромагнита 276 и к седлу 267 клапана. В качестве альтернативного решения контроллер 280 может подавать другие подходящие напряжения для создания переменного или постоянного тока. Клапанный корпус 264, который прикреплен к поршню 257, совершает движение вниз вместе с поршнем 257 и смещается с отверстия 283 в седле 267 клапана. Во время движения вниз поршня 257 жидкий концентрат/экстракт 212, расположенный между поршнем 257 и седлом клапана 267, выдавливается через отверстие 283, поскольку оно не закрыто корпусом 264 клапана, и через отверстие 273 выдачной трубки 254, в то время как одновременно жидкий концентрат/экстракт из полого корпуса 251 втягивается в зоне над поршнем 257 в выдачную трубку 254. Полый корпус 251 предпочтительно является сжимаемым и складывается для облегчения извлечения жидкого концентрата/экстракта 212 из полого корпуса. Затем контроллер 280 выключает напряжение на исполнительном механизме 238, вызывая перемещение поршня 257 вверх от седла клапана 267 под действием пружины 265. Во время движения вверх поршня 257 жидкий концентрат/экстракт протекает из зоны над поршнем 257 через отверстия 256 в зону между поршнем 257 и седлом клапана 267. Напряжение, такое как, предпочтительно, полувыпрямленное напряжение 120 В/60 Гц или другое подходящее напряжение, создающее переменный или постоянный ток, циклично включается и выключается для создания прерывистого тока для непрерывного повторения указанного выше процесса, пока не будет выдано желаемое количество жидкого концентрата/экстракта 212.

Предусмотрен триггер 246, который при нажатии подает сигнал в контроллер 280 на создание прерывистого тока в электромагните 276 для инициирования выдачи жидкого концентрата/экстракта 212 из картриджа 250 в зону 230 выдачи. В это же время контроллер 280 открывает клапан 218 выдачи разбавителя для перевода жидкого разбавителя 214 из резервуара 222 в зону выдачи через линию 216 подачи разбавителя. Линия 216 подачи и выдачная трубка предпочтительно расположены так, что во время выдачи поток выпускаемого концентрата/экстракта 212 входит в поток выпускаемого разбавителя 214 для осуществления смешивания. Предусмотрено входное управляющее устройство 290 в виде сенсорной подушки для изменения крепости напитка, позволяющее пользователю выбирать желаемую крепость напитка. Визуальные индикаторы, такие как светоизлучающие диоды 292, указывают выбранную крепость напитка. Ввод пользователя из входного управляющего устройства 290 используется в контроллере 280 для определения количества концентрата/экстракта 212, подлежащего смешиванию с разбавителем 214. Это можно осуществлять посредством изменения скорости, с которой разбавитель 214 выдается с помощью выдачного клапана 218, и/или посредством управления электромагнитом 276 для изменения скорости, с которой нагнетает насосное устройство 272. Разбавитель 214 предпочтительно выдается из резервуара 222 под действием силы тяжести, а жидкий концентрат/экстракт 212 выдается из картриджа 250 со скоростью, которая зависит от выбранной крепости напитка. Контроллер 280 предпочтительно компенсирует уменьшающийся уровень разбавителя в резервуаре посредством регулирования скорости, с которой нагнетает насосное устройство 272. Регулирование скорости нагнетания насосного устройства 272 может происходить несколько раз, например, 8-10 раз, во время выдачи концентрата/экстракта 212 и разбавителя 214 в один контейнер для напитка. В качестве альтернативного решения уменьшающийся уровень разбавителя в резервуаре 222 можно компенсировать во время выдачи посредством более широкого открывания выдачного клапана 218 или же посредством использования насоса, и жидкий концентрат/экстракт 212 можно выдавать из картриджа 250 с постоянной скоростью, которая зависит лишь от выбранной крепости напитка.

Специалисту в данной области очевидно, что картридж 250 концентрата/экстракта может быть приспособлен для удерживания и выдачи множества других вязких жидкостей для различных применений. Картридж 250 для выдачи жидкости можно использовать для выдачи жидкого лекарства, жидких пищевых продуктов, таких как детское питание, жидких приправ и множества других пищевых и непищевых продуктов. Кроме того, картридж 250 может, при желании, выдавать лишь вязкие жидкости в контейнер без разбавителя, в случае вязких жидкостей, не требующих разбавителя.

Хотя выше приведено подробное описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения, изобретение не ограничивается специальными описанными вариантами выполнения, которые следует рассматривать лишь в качестве примера. Возможны другие модификации и усовершенствования данного изобретения, которые следует рассматривать как входящие в объем изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.