Порційна капсула з приєднаним за допомогою зварювання фільтрувальним елементом

Реферат: Даний винахід стосується порційної капсули для приготування напою, яка має бічну стінку й дно, які спільно задають простір, причому усередині простору до дна приварений фільтрувальний елемент. UA 113667 C2 (12) UA 113667 C2 UA 113667 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід відноситься до порційної капсули для приготування напою, що має бічну стінку й дно, які спільно задають простір, причому усередині простору до дна приварений фільтрувальний елемент. Подібні порційні капсули відомі з рівня техніки й використовуються, наприклад, для приготування кави або чаю, або подібних до кави напоїв, таких як еспресо. Наприклад, у документах ЕР 1 792 850 В1, ЕР 1 344 722 A1 і US 2003/0172813 A1 розкриті порційні капсули для приготування кави й еспресо. Порційні капсули, переважним чином, мають форму усіченого конуса або циліндричну форму. Їх виготовляють, наприклад, з виготовленої глибоким витягуванням синтетичної плівки або способом лиття під тиском. Звичайно вони мають бічну стінку з фланцем, що проходить по периметру, відкриту сторону заповнення для субстрату напою, який витягається й/або який розчиняється для приготування напою, й дно капсули, причому між субстратом напою й дном капсули розташований фільтрувальний елемент, що спирається на дно капсули. Після введення й приварювання фільтрувального елемента до дна порційної капсули й заповнення субстрату напою порційну капсулу закривають покривною плівкою, яку, наприклад, налютовують або наклеюють на фланець. Для приготування кавового напою порційну капсулу поміщають у заварювальну камеру приладу для приготування. До, після й під час введення порційної капсули в заварювальну камеру порційну капсулу відкривають, переважним чином, з боку її дна й після герметизації заварювальної камери закриту закупорювальною плівкою сторону заповнення порційної капсули протикають за допомогою засобу, що протикає. Потім під тиском у порційну капсулу подають рідину для приготування, переважним чином гарячу воду. Рідина для приготування протікає через субстрат напою й витягає й/або розчиняє необхідні для приготування напою речовини із субстрату напою. Для приготування еспресо для добування ефірних масел на кавовий порошок впливає, наприклад, тиск окропу до 20 бар. Але порційні капсули відповідно до рівня техніки мають той недолік, що приготовлений напій має на своїй поверхні порівняно багато піни. Тому завдання даного винаходу полягало в тому, щоб надати порційну капсулу, що не має недоліків рівня техніки. Це завдання вирішене за допомогою порційної капсули для приготування напою, що має бічну стінку й дно, які спільно задають простір, причому усередині простору до дна приварений фільтрувальний елемент, і зварений шов передбачений у формі кільця, і причому зовнішній діаметр звареного шва становить 75-85 % від діаметра фільтрувального елемента. Дані з об'єкту даного винаходу роз'яснення аналогічно діють для інших об'єктів даного винаходу й навпаки. Так, дивним чином, було встановлено, що круговий зварений шов, зовнішній діаметр якого становить 75-85 % від діаметра фільтрувального елемента, приводить до дуже низького піноутворення. Фільтрувальний елемент передбачений у формі диска й має круглий поперечний переріз. Зварений шов, що нерознімно з'єднує фільтрувальний елемент із дном порційної капсули, виконується, переважним чином, за допомогою ультразвукового зварювання. Переважним чином, фільтрувальний елемент після зварювання є непроникним для рідин в області звареного шва. Переважним чином, внутрішній діаметр звареного шва становить 67-77 % діаметра фільтрувального елемента. В одній переважній формі здійснення ширина звареного шва становить 1-1,5 міліметра. Переважним чином, дно порційної капсули має по суті плоску ділянку, що виконана круглої форми, і зовнішній діаметр якої становить 84-94 % діаметра фільтрувального елемента. До зовнішнього периметра плоскої ділянки, переважним чином, примикає жолобок, за рахунок якого плоска ділянка розташована трохи на відстані від можливого виступу. Крім того, жолобок утворює перехід між плоским дном і бічною стінкою й надає порційній капсулі стабільність. Переважним чином, фільтрувальний елемент проходить до ділянки жолобка й заходить на нього й, щонайменше, частково перекриває його, не торкаючись його. Відповідно до однієї переважної форми здійснення дно має виїмку такого розміру, що при витіканні/протіканні напою через цю виїмку по суті не виникає втрати тиску. Ця виїмка, переважно вже виконана в дні капсули до приварювання фільтрувального елемента до дна капсули. Виїмка до процесу приготування, переважним чином, закрита плівкою або тому подібним матеріалом, який можна зняти або пробити пробивним елементом. Переважним чином, діаметр фільтрувального елемента менше, насамперед на 1-5 % менше, внутрішніх розмірів порційної капсули на висоті дна. 1 UA 113667 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Переважним чином, фільтрувальний елемент має повстяну структуру. Насамперед, це повстяна голкопробивна структура. Переважним чином, фільтрувальний елемент складається щонайменше з однієї повстяної структури й несучої структури, насамперед тканої структури, причому, особливо переважним чином, повстяна структура утворить щонайменше одну часткову ділянку обсягу несучої структури. Переважним чином, повстяна структура проходить по всьому поперечному перерізу несучої структури, але особливо переважним чином тільки по частковій ділянці висоти. Переважним чином, повстяна структура нерознімно, з геометричним і/або силовим замиканням з'єднана з несучою структурою. Переважним чином, фільтрувальний елемент має дві або декілька повстяних структур, які, переважно, відділений друг від друга за рахунок несучої структури. Товщина обох повстяних структур може бути однакової або різної. Переважним чином, повстяна структура, звернена до порошку або чаю тонше, ніж звернена до дна капсули повстяна структура або навпаки. Переважним чином, поверхню повстяної структури обробляють, наприклад, термічно, щоб, наприклад, зафіксувати вільні волокна. Переважним чином, що має повстяну структуру фільтрувальний елемент просто вкладається в капсулу, насамперед на її дно. Але фільтрувальний елемент також може бути з'єднаний з капсулою, насамперед її дном, насамперед нерознімно. У випадку перфорації засіб, що перфорує, може проникнути в цей фільтрувальний елемент. Переважним чином, у капсулі розташовують один на одному декілька фільтрувальних елементів, які мають одну або декілька повстяних структур і одну несучу структуру, і при необхідності скріплюють один з одним. Фільтрувальний елемент, що має одну несучу структуру, насамперед ткану структуру, і одну повстяну структуру виготовляють, наприклад, за рахунок того, що надається ткана структура, що складається з поздовжніх і поперечних ниток. Для конструкції повсті, переважним чином, голчастої повсті вибирають, переважно, волокнисті одиниці в 0,8-7 дтекс. З'єднання окремих волокон один з одним у повсть і/або його закріплення в несучій структурі виконується, переважно, за допомогою виробничого процесу зшивання. При цьому голки зі зворотними зазублинами встромляють у вкладений спереду пакет волокон з високою швидкістю й знову витягають. За рахунок зазублин волокна переплітаються один з одним і/або з несучою тканиною за рахунок множини виникаючих петель. Несучий елемент, що має одну або декілька повстяних структур, переважним чином, має розподіл мас (також називають граматура або вага однієї поверхневої одиниці матеріалу) від 100 до 800 грамів на квадратний метр, особливо переважним чином від 200 до 650 грамів на квадратний метр, і самим переважним чином по суті в 150-250 грамів на квадратний метр, для приготування чаю і 600-700 грамів на квадратний метр для приготування кави, еспресо або подібного напою. Фільтрувальний елемент або ж нетканий матеріал має, переважним чином, товщину від 0,8 до 3,3 міліметрів, особливо переважним чином від 1,1 до 3,0 міліметрів, і особливо переважним чином 1,2-1,4 міліметри, для приготування чаю і 2,6-3,0 міліметри для приготування кави. Згідно з ще одним пропонованим або переважним об'єктом даного винаходу бічна стінка й дно є виготовленими литтям під тиском деталями. Наведене по об'єкту даного винаходу розкриття аналогічно діє для інших об'єктів даного винаходу й навпаки. Переважним чином, передбачені монолітні бічна стінка й дно. Переважним чином, на дні порційної капсули передбачений генератор енергії. Цей генератор енергії може мати форму кільця, прямокутну, квадратну, овальну форму або мати іншу закриту форму. Генератор енергії може бути безперервним або мати переривання. Переважним чином, генератор енергії передбачений монолітно із дном і при литті під тиском його виготовляють разом з ним. Переважним чином, поперечний переріз генератора енергії трикутний, прямокутний, квадратний, круглий або овальний. Але поперечний переріз також може мати будь-яку іншу форму, якщо генератор енергії виступає з поверхні. Генератор енергії, переважно, передбачений на поверхні дна, що звернено до простору, у якому знаходиться субстрат напою, що витягається й/або розчиняється. Далі винахід пояснюється на прикладі фіг. 1 і 2. Ці пояснення є тільки прикладами й не обмежують загальну винахідницьку думку. Пояснення діють для всіх об'єктів даного винаходу однаково. На фіг. 1 показана перша форма здійснення пропонованої порційної капсули. На фіг. 2 показана ще одна форма здійснення пропонованої порційної капсули. На фіг. 1 показана пропонована порційна капсула 1, яка у цьому випадку виконана у формі по суті усіченого конуса. Порційна капсула 1 має бічну стінку 1.2, що проходить по периметру і ділянку 1.1 дна. Бічна стінка 1.2 і ділянка дна закривають простір 1.7, у якому знаходиться фільтрувальний елемент 2, який у цьому випадку має повстяну структуру. Фільтрувальний 2 UA 113667 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 елемент 2 приварюють за допомогою інструмента 3, що на своєму нижньому кінці має поверхні злютовування 3.1, до дна 1.1 порційної капсули 1 з утворенням звареного шва 7. При цьому порційна капсула 1, щонайменше, частково утримується в контропорі 6. Дно 1.1 порційної капсули має круглу плоску ділянку, до зовнішнього кінця якої примикає виконаний у формі кільця жолобок 1.3, що одночасно являє собою перехідну ділянку 5 між дном і бічною стінкою. За рахунок жолобка 1.3 плоска ділянка дна розташовується на відстані від можливої опори, на якій стоїть жолобок. На плоскій ділянці передбачена виїмка 1.6, у цьому випадку кругла виїмка, яка переважним чином має такий розмір, щоб при витіканні приготовленого напою з порційної капсули не виникало значної втрати тиску й/або щоб приготовлений напій не завихрювався. Як тільки фільтрувальний елемент 2 приварений до дна порційної капсули, насамперед за допомогою ультразвуку, й інструмент 3 вилучений з порційної капсули, її заповнюють субстратом напою, наприклад, меленою кавою тонкого помелу, і потім, переважним чином, закривають плівкою, що приварюється або приклеюється до фланця 1.4, що примикає по колу до бічної стінки. Для цього фланець, переважним чином, має виступ 1.5, що служить як певна поверхня залютовування. Відповідно до винаходу відтепер передбачено, що зварений шов передбачений у формі кільця, і що зовнішній діаметр L2 звареного шва становить 75-85 %, у цьому випадку 70,6 %, від діаметра L3 фільтрувального елемента. За рахунок такого розташування звареного шва при готуванні напою, насамперед при готуванні кави, не створюється значна піна. Переважним чином, внутрішній діаметр L1 звареного шва становить 67-77 %, у цьому випадку 72,5 % діаметра фільтрувального елемента. Переважним чином, ширина звареного шва становить 1,5 міліметра. При залютовуванні, по-перше, з'єднують фільтрувальний елемент 2 із дном 1.1 капсули. Але одночасно також і повстяна структура, щонайменше, частково здавлюється й, переважним чином, фіксується в здавленому вигляді. Поперечні плини в повстяній структурі в області звареного шва, переважним чином, щонайменше, частково обмежені. Зовнішній діаметр фільтрувального елемента як і раніше передбачений більше, ніж зовнішній діаметр плоскої ділянки дна фільтра. Переважним чином, зовнішній діаметр L4 плоскої ділянки дна капсули становить 84-94 %, у цьому випадку 90 % діаметра L3 фільтрувального елемента. Отже, фільтрувальний елемент 2 заходить в область жолобка, не торкаючись дна жолобка. Крім того, переважним чином, зовнішній діаметр L3 фільтрувального елемента менше діаметра фільтрувального елемента порційної капсули в області дна. Переважним чином, зварений шов передбачений концентрично щодо виїмки 1.6 у дні капсули. У формі здійснення згідно з фіг. 2 дно 1.1 і бічна стінка 1.2, переважним чином, виконані як відлита під тиском деталь, переважним чином із пластику. Крім того, дно має генератор 8 енергії, який у цьому випадку передбачений у вигляді виконаного у формі кільця виступу, у цьому випадку із трикутним поперечним перерізом. Фахівець в даній галузі розуміє, що генератор енергії також може мати інший поперечний переріз, і також не повинен передбачатися безперервним. За допомогою генератора енергії одержують лінійний зварений шов між фільтрувальним елементом і дном капсули. Генератор енергії передбачений на зверненій до простору 1.7 поверхні дна 1.1. На зображенні нижче бічна стінка 1.2 для наочності не показана. СПИСОК ПОСИЛАЛЬНИХ ПОЗНАЧЕНЬ 1 Порційна капсула 1.1 Ділянка дна 1.2 Бічна стінка 1.3 Перехід ділянка дна/бічна стінка, жолобок 1.4 Фланець 1.5 Виступ у фланці, поверхня залютовування 1.6 Виїмка 1.7 Простір 2 Фільтрувальний елемент, повсть 3 Інструмент, що запечатує 3.1 Поверхня залютовування 45 Перехідна ділянка між дном 1.1 і бічною стінкою 1.2 6 Контропора 7 Зварений шов 8 Генератор енергії L1 Внутрішній діаметр звареного шва, наприклад 22,5 мм L2 Зовнішній діаметр звареного шва, наприклад 25,0 мм 3 UA 113667 C2 L3 Діаметр фільтрувального елемента, наприклад 31,0 мм L4 Діаметр плоскої частини дна, наприклад 28,0 мм ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 1. Порційна капсула (1) для приготування напою, що має бічну стінку (1.2) і дно (1.1), які спільно задають простір (1.7), причому усередині простору (1.7) до дна (1.1) приварений фільтрувальний елемент (2), причому зварений шов (7) передбачений у формі кільця, і зовнішній діаметр (L2) звареного шва становить 75-85 % від діаметра (L3) фільтрувального елемента (2), яка відрізняється тим, що внутрішній діаметр (L1) звареного шва становить 6777 % діаметра (L3) фільтрувального елемента (2). 2. Порційна капсула (1) за п. 1, яка відрізняється тим, що ширина звареного шва становить 11,5 міліметра. 3. Порційна капсула (1) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що дно має по суті плоску ділянку, зовнішній діаметр (L4) якої становить 84-94 % діаметра (L3) фільтрувального елемента (2). 4. Порційна капсула (1) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що дно має виїмку такого розміру, що при витіканні напою через виїмку (1.6) по суті не виникає втрати тиску. 5. Порційна капсула (1) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що діаметр (L3) фільтрувального елемента на 1-5 % менше внутрішніх розмірів порційної капсули на висоті дна. 6. Порційна капсула (1) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що фільтрувальний елемент (2) щонайменше ділянками має повстяну структуру. 7. Порційна капсула (1) за п. 6, яка відрізняється тим, що фільтрувальний елемент (2) передбачений багатошаровим. 8. Порційна капсула (1) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що бічна стінка (1.2) і дно (1.1) є деталями, виготовленими литтям під тиском. 9. Порційна капсула за п. 8, яка відрізняється тим, що на дні (1.1) передбачений виступ (8). 10. Порційна капсула за п. 9, яка відрізняється тим, що виступ (8) знаходиться на зверненій до внутрішнього простору поверхні дна. 4 UA 113667 C2 5 UA 113667 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6