專(zhuān)利名稱(chēng)：用于在飲料制備設(shè)備中利用離心作用制備飲料的膠囊和由此適用的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膠囊和設(shè)備，該膠囊和設(shè)備利用離心力使液體通過(guò)容納在膠囊內(nèi)的飲料物質(zhì)而由該飲料物質(zhì)制備飲料。
背景技術(shù)：
已知制備飲料的方法，其中由煮泡的咖啡和咖啡末組成的混合物利用離心力被分離。這種混合物是通過(guò)使熱水和咖啡末在一起混合規(guī)定時(shí)間而獲得的。然后迫使水通過(guò)篩網(wǎng)，該篩網(wǎng)上存在粉末料。現(xiàn)有的系統(tǒng)包括將咖啡末放入儲(chǔ)器，該儲(chǔ)器通常是機(jī)器的不可拆卸部分，例如在 EP 0 367 60081中所述。這種設(shè)備有很多缺點(diǎn)。首先，咖啡末必須由人工將適當(dāng)?shù)膭┝客杜淙雰?chǔ)器。其次，受離心作用的咖啡廢棄物變干并且必須通過(guò)刮擦儲(chǔ)器的表面來(lái)除去。結(jié)果，制備咖啡需要大量人工操作并因此非常費(fèi)時(shí)。由于咖啡通常來(lái)自散裝，或者咖啡是在儲(chǔ)器內(nèi)從咖啡豆研磨的，因此咖啡的新鮮度也常會(huì)差異很大，而這會(huì)影響單杯的質(zhì)量。另外，根據(jù)咖啡的人工調(diào)配量和煮泡條件(例如，離心速度，儲(chǔ)器尺寸)，單杯質(zhì)量會(huì)差異很大。因此，這些系統(tǒng)從未獲得重要的商業(yè)成就。在德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)DE 102005007852中，這種機(jī)器包括可拆卸保持器，儲(chǔ)器的開(kāi)口杯形部分放置在該保持器內(nèi)；另一部件或蓋附接至機(jī)器的驅(qū)動(dòng)軸。但是，一個(gè)缺點(diǎn)是密集的人工操作。另一缺點(diǎn)是由于缺少對(duì)粉末調(diào)配量的控制和缺少對(duì)咖啡末新鮮度的控制而導(dǎo)致難以控制咖啡質(zhì)量。在W02006/112691 ；FR2624364 ；EP0367600 ；GB2253336 ；FR2686007 ；EP0749713 ； DE4240429 ；EP0651963 ；FR2726988 ；DE4439252 ；EP0367600 ；FR2132310 ；FR2513106 ； FR2487661 ；DE3529053 ；FR2535597 ；W02007/041954；DE3529204 ；DE3719962 ；FR2685186 ； DE3241606和US-A-4M5296中說(shuō)明了其它用于利用離心力煮泡咖啡的系統(tǒng)。但是，用于煮泡咖啡或制備其它食品物質(zhì)的離心力的作用相較于利用壓力泵的常規(guī)煮泡方法表現(xiàn)出很多優(yōu)勢(shì)。例如，在“特濃咖啡(espresso)，，的咖啡類(lèi)型煮泡方法中，要精通所有的影響到所輸出的咖啡提取物的提取質(zhì)量的參數(shù)是非常困難的。這些參數(shù)典型地為壓力、隨壓力而減少的流量、咖啡末的密實(shí)度(同樣影響流動(dòng)特性，并取決于咖啡的研磨粒度)、溫度、水流分布、等等。WO 2006/045537涉及到一種膠囊，該膠囊在其凸緣狀邊緣處包括彈性偏壓裝置。 這種膠囊設(shè)計(jì)成用在咖啡機(jī)中并在壓力下提供液體而沒(méi)有涉及到離心作用。彈性偏壓裝置設(shè)置在側(cè)壁和邊緣之間以便與機(jī)器的注入部件形成液壓緊密設(shè)置。但是，偏壓裝置并未設(shè)計(jì)成與機(jī)器形成閥裝置，所述閥裝置在受離心作用液體的力下選擇性開(kāi)啟。相反，它用來(lái)在飲料的提取過(guò)程中保持該邊緣和機(jī)器的注入部件之間的液密結(jié)合。因此，有必要提出一種由此改裝的新的膠囊系統(tǒng)，對(duì)于該系統(tǒng)，提取參數(shù)可被更好和更獨(dú)立地控制，以改善所輸出的食品液體的質(zhì)量。也有必要提供一種解決方案使得可利用離心作用的原理改善現(xiàn)有系統(tǒng)(例如咖啡制備設(shè)備)的提取特性，例如，總固體含量(Tc)、泡沫/浮沫水平。同時(shí)，需要一種制備飲料的方法，該方法較先前技術(shù)的離心式咖啡制備設(shè)備更方便和清潔，具體地，需要一種解決方案，該方案沒(méi)有從離心式儲(chǔ)器除去咖啡廢棄物的麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明涉及一種膠囊，該膠囊可插入飲料生產(chǎn)設(shè)備以由容納在該膠囊內(nèi)的物質(zhì)制備飲料，所述飲料通過(guò)將液體引入膠囊并利用離心力使液體經(jīng)過(guò)物質(zhì)以生產(chǎn)飲料而制備，所述飲料在膠囊內(nèi)相對(duì)于膠囊的中心軸線朝向外圍受到離心作用，所述中心軸線對(duì)應(yīng)于離心操作期間的旋轉(zhuǎn)軸線。膠囊包括外殼，該外殼容納有一定量的飲料物質(zhì)，并包括杯形本體和用于封閉該本體的上部外壁。膠囊還包括從本體向外延伸的凸緣狀邊緣，該凸緣狀邊沿包括環(huán)形凸起部分，所述環(huán)形凸起部分在與飲料生產(chǎn)設(shè)備的加壓表面接合時(shí)對(duì)受離心作用液體的流動(dòng)路徑形成限制。環(huán)形凸起或力設(shè)定部分與飲料生產(chǎn)設(shè)備的加壓表面形成對(duì)飲料流動(dòng)的限制性閥裝置。更具體地，該凸起部分構(gòu)造成選擇性地阻斷和/或限制受離心作用液體的流動(dòng)路徑， 以延緩其從膠囊的釋放并調(diào)節(jié)釋放時(shí)的流動(dòng)。更具體地，當(dāng)受離心作用的液體在閥裝置處達(dá)到足夠壓力(即受離心作用的液體抵靠在凸起部分上施力)時(shí)，閥裝置開(kāi)啟，即設(shè)備的加壓表面離開(kāi)膠囊的凸起部分而提供了受限的流動(dòng)間隙，或反之亦然。在受離心作用液體的壓力到達(dá)之前，閥裝置保持關(guān)閉或被限制在一最小間隙。因此，凸起部分阻斷或限制了受離心作用液體的流動(dòng)路徑。由此，環(huán)形凸起部分確定了受離心作用的液體必須在閥裝置處克服從而以一定流量通過(guò)閥的背壓。此外，應(yīng)注意閥裝置的開(kāi)啟可取決于驅(qū)動(dòng)膠囊在飲料生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)速度。對(duì)于離心式提取，要制備的飲料的質(zhì)量取決于對(duì)參數(shù)的控制，尤其是對(duì)通過(guò)閥裝置釋放飲料的流量的控制。由此，流量受兩個(gè)參數(shù)影響膠囊的旋轉(zhuǎn)速度和在閥裝置上游施加在受離心作用液體上的背壓。對(duì)于由膠囊邊緣的力設(shè)定或凸起部分設(shè)定的給定背壓， 旋轉(zhuǎn)速度越高，流量越大。相反，對(duì)于給定的旋轉(zhuǎn)速度，背壓越高，流量越小。此外，當(dāng)閥裝置選擇性地阻斷受離心作用的液體的流動(dòng)路徑時(shí)，可實(shí)現(xiàn)飲料物質(zhì) (例如研磨咖啡)的預(yù)潤(rùn)濕步驟，因?yàn)樯形从幸后w大量地從設(shè)備排出。作為預(yù)潤(rùn)濕和飲料延遲釋放的結(jié)果，物質(zhì)的徹底潤(rùn)濕成為可能，并且液體和飲料物質(zhì)(例如咖啡末)之間的相互作用時(shí)間充分增加，提取物的特性(例如咖啡固體含量和飲料產(chǎn)量)可以顯著改善。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，環(huán)形凸起部分沿與凸緣狀邊緣延伸的橫向平面大體垂直的方向延伸。凸起部分的朝向由此構(gòu)造成當(dāng)膠囊繞其中心周線旋轉(zhuǎn)時(shí)選擇性地阻斷受離心作用的飲料沿著凸緣狀邊緣離開(kāi)膠囊的流動(dòng)。優(yōu)選地，環(huán)形凸起部分朝著與本體的底部相反的方向向外延伸超過(guò)凸緣狀邊緣的內(nèi)側(cè)/朝里的、相對(duì)較低的環(huán)形部分。凸起部分從邊緣的內(nèi)里部分延伸出一定的高度。邊緣的內(nèi)側(cè)部分優(yōu)選為平坦的。 在一些實(shí)施例中，它可形成內(nèi)側(cè)部分的增加的厚度。較低的環(huán)形部分與側(cè)壁并接/結(jié)合，并且可與上壁對(duì)齊，或可選地，在膠囊中設(shè)置成離開(kāi)上壁一定距離。環(huán)形凸起部分由此形成從邊緣的這種(優(yōu)選為平坦的)內(nèi)側(cè)環(huán)形部分延伸所述距離的臺(tái)階或突起部，以確保不受膠囊本體厚度影響的增高高度。結(jié)果，對(duì)增高高度的控制不受本體或邊緣其余部分厚度的影響成為可能；因此為在設(shè)備內(nèi)設(shè)定期望的背壓提供了靈活性，同時(shí)不影響膠囊的整體設(shè)計(jì)、 其剛度和/或影響與上壁(例如上部膜)的密封強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施方式中，內(nèi)側(cè)較低環(huán)形部分與上壁形成密封表面。因此，當(dāng)膠囊處于設(shè)備內(nèi)時(shí)，在膠囊的上部外壁和凸起部分的受壓面或受壓線之間獲得了一間隙，以確保受離心作用的液體在其通過(guò)上壁(例如，通過(guò)貫通所述壁的穿孔)后可更易朝向閥環(huán)流。在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，環(huán)形凸起部分被上壁(例如封閉膜)覆蓋，具體地，通過(guò)與上壁形成至少一部分密封表面而被覆蓋。在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，環(huán)形凸起部分優(yōu)選為剛性的。在此，對(duì)剛度的評(píng)估與其抗壓緊能力有關(guān)，該壓緊力由在膠囊被插入飲料制備設(shè)備時(shí)向該環(huán)形凸起部分施加閉合力的該飲料生產(chǎn)設(shè)備的加壓表面施加。換句話說(shuō)，凸起部分在飲料制備操作期間在設(shè)備內(nèi)保持相對(duì)恒定的尺寸，從而使環(huán)形凸起部分起到限制飲料流動(dòng)路徑的作用并確保有可靠的開(kāi)在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，環(huán)形凸起部分與凸緣狀邊緣制成整體。因此，出于重要的經(jīng)濟(jì)的原因，環(huán)形凸起部分可與杯形本體一起加工成單件。優(yōu)選地，膠囊的凸緣狀邊緣具下表面，該下表面與本體的所述側(cè)壁并接，并在與凸起部分正好反向/相對(duì)的區(qū)域中形成與膠囊保持器的環(huán)形支承表面互補(bǔ)的形狀。為此，邊緣的下表面可在與環(huán)形凸起部分正好反向/相對(duì)的區(qū)域中沒(méi)有任何突起。例如，下表面形成環(huán)形平坦表面，該環(huán)形平坦表面沿著大致平行于邊緣的密封上表面的平面延伸。由此它可提供穩(wěn)定的定位支承部，例如，邊緣相對(duì)于膠囊保持器的完全平坦的位置，該定位支承部對(duì)于在高速離心期間避免形成質(zhì)量不平衡是重要的。凸緣狀邊緣還可在其表面上與環(huán)形凸起部分正好反向之處包括環(huán)形槽。該環(huán)形槽可用來(lái)接納飲料生產(chǎn)設(shè)備的、尤其是設(shè)置在膠囊保持器中的形狀互補(bǔ)的鋸齒結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械支撐并保持環(huán)形凸起部分的剛度，并且防止它在飲料生產(chǎn)設(shè)備的加壓表面施加的負(fù)載下變形。它也可形成膠囊的位置定位器以確保膠囊在膠囊保持器內(nèi)的正確配合，以避免質(zhì)量不平衡，萬(wàn)一膠囊未完全與膠囊保持器對(duì)齊，會(huì)在離心期間產(chǎn)生噪音和/或振動(dòng)。因此，膠囊的凸緣狀邊緣可保持相對(duì)較薄。例如，邊緣的厚度可在0. 5至1. 5毫米之間。有利地，環(huán)形凸起部分在凸緣狀邊緣中被模壓加工而成。例如，環(huán)形凸起部分和槽在杯形本體在例如通過(guò)深沖壓或熱成型時(shí)的相同操作中制成。模壓加工也可在本體的空腔加工成型之后的后續(xù)操作中完成。杯形本體還可通過(guò)熱塑性塑料的注射成型來(lái)生產(chǎn)，而凸起部分被結(jié)合在已注射成型的本體中或在已注射成型的本體上包覆成型。優(yōu)選地，凸起部分具有排氣裝置。該排氣裝置使得氣體能夠在液體注入外殼期間從膠囊的外殼逸出。沒(méi)有這種裝置時(shí)，膠囊中會(huì)形成氣穴，該氣穴會(huì)阻止配料被恰當(dāng)潤(rùn)濕。 為此，環(huán)形凸起部分可設(shè)置有至少一個(gè)徑向凹口、優(yōu)選若干徑向取向的凹口，以供氣體沿朝向膠囊外部的方向逸出。所述至少一個(gè)徑向凹口的尺寸優(yōu)選確定為允許選擇性地釋放氣體但將液流保持在外殼內(nèi)或至少形成僅一小的液體泄漏量。例如，在凸起部分的周邊可設(shè)置5至10個(gè)高度約為10至200微米(例如約50微米)、寬度為1至5毫米的小的徑向狹槽以提供合適的氣體出口。當(dāng)然，在凸起部分內(nèi)也可設(shè)置若干個(gè)徑向凹口。凸起部分還可被形成為從邊緣凸出的、環(huán)形的、在與上壁(例如膜)進(jìn)行密封布置時(shí)部分熔融的能量導(dǎo)引器(energy director)。在另一種可能的實(shí)施方式中，環(huán)形凸起部分是附接至凸緣狀邊緣的單獨(dú)元件。例如，該部分可例如通過(guò)超聲密封或熱密封被密封至凸緣狀邊緣，，或被夾入設(shè)置在凸緣狀邊緣內(nèi)的環(huán)形接納座或槽內(nèi)。在這種情況下，環(huán)形凸起部分可由可壓縮材料制成，例如橡膠彈性材料或軟的塑料材料。膠囊的環(huán)形凸起部分可采取倒轉(zhuǎn)的V或U或W形或者L形的形狀。在本發(fā)明的上下文中，杯形本體可包括鋁和/或塑料。杯形本體還可僅由塑料制成。膠囊還包括用于封閉杯形本體的蓋膜。膠囊可由氣體阻隔材料制成，并由膜以不透氣的方式封閉，使得飲料物質(zhì)(例如烘焙咖啡顆粒)的新鮮度被維持至一段持續(xù)很長(zhǎng)的時(shí)間。膜至少包括周邊可穿孔區(qū)域，該區(qū)域靠近膜的被密封至本體的凸緣狀邊緣上的密封部分。因此，可穿孔區(qū)域可被飲料生產(chǎn)設(shè)備的穿孔構(gòu)件刺穿以在膠囊內(nèi)提供一系列的液體出口。由此，在膠囊內(nèi)被離心的液體可經(jīng)由這一系列出口離開(kāi)膠囊，然后，它可施加壓力至膠囊的環(huán)形凸起部分上。當(dāng)達(dá)到開(kāi)啟壓力時(shí)，閥裝置開(kāi)啟或擴(kuò)大以形成流動(dòng)限制間隙，而液體可被離心至膠囊外并被收集以供分送。在一種可能的可選方案中，本發(fā)明的膠囊包括可滲透液體(至少在其周邊處可滲透液體)的蓋以代替可穿孔膜。可滲透的蓋可由紙、塑料和/或鋁制成。杯形本體和/或蓋還可由紙、紙板或另一種可生物降解材料制成。對(duì)于大體剛性的可生物降解材料，膠囊本體可選自PLA(聚乳酸polylactic acid)、基于淀粉和樹(shù)脂的材料以及它們的組合。在一個(gè)實(shí)施例中，上部外壁由外部的可穿孔的非滲透膜和內(nèi)部的可滲透層構(gòu)成。 膜和層可共同形成疊層。內(nèi)部的可滲透層可以是過(guò)濾層，例如聚丙烯或聚氨酯彈性體。可穿孔的不透液體膜可以是鋁和/或塑料。可滲透層可確保在上壁的中央?yún)^(qū)域中注入針周?chē)囊后w密封/液密性，并在穿孔的出口處改善清潔度以防止固體離開(kāi)膠囊。在另一可能的實(shí)施方式中，膠囊包括插入杯形本體的內(nèi)部過(guò)濾元件。膠囊可由覆蓋內(nèi)部過(guò)濾器的蓋膜封閉。蓋膜可以是可穿孔的或可剝離的。例如，內(nèi)部過(guò)濾元件可以是帶有過(guò)濾孔或槽以過(guò)濾受離心作用的液體的塑料件，例如在專(zhuān)利公開(kāi)WO 2008/148646中所述。本發(fā)明的膠囊可包括一種物質(zhì)，該物質(zhì)是可提取的(例如研磨咖啡)或可溶解的 (例如即溶咖啡或奶粉)。具體地，該物質(zhì)可以選自研磨咖啡、即溶咖啡、巧克力、可可粉、 葉茶、即泡茶、草藥茶、奶精/增白劑(creamer/whitener)、營(yíng)養(yǎng)混合物(例如嬰兒配方奶粉)、脫水水果或植物、烹飪粉以及它們的組合。膠囊可包括隨食品配料一起的氣體，例如氮和/或二氧化碳，該氣體可預(yù)防配料的氧化。該氣體可在將上壁密封至本體上之前例如通過(guò)吹氣被加入膠囊。優(yōu)選地，膠囊包括封住配料隔室的氣體阻隔材料。但是，在膠囊自身不是氣密性的情況下，可使用外包裝將單個(gè)膠囊或幾個(gè)膠囊一組包裹起來(lái)。在這種情況下，在膠囊被插入設(shè)備前包裝被除去。本發(fā)明還涉及上文所述的膠囊在飲料制備設(shè)備中的使用，其中所述膠囊在設(shè)備內(nèi)受到離心作用。本發(fā)明還涉及一種從上文所述的膠囊制備飲料的設(shè)備，該飲料通過(guò)使液體經(jīng)過(guò)容納于該膠囊內(nèi)的飲料物質(zhì)而制備，該設(shè)備包括用于在膠囊內(nèi)注入液體的液體注入頭，用于將膠囊保持在設(shè)備中的膠囊保持器，用于驅(qū)動(dòng)膠囊進(jìn)行離心作用的裝置，其中，該設(shè)備包括加壓表面，該加壓表面用于施加一確定的閉合力至凸緣狀邊緣的環(huán)形凸起部分上，以基本上關(guān)閉飲料的流動(dòng)路徑。閉合力可被確定成在受離心作用的液體在所述部分的直接上游處達(dá)到足夠的壓力之前，維持環(huán)形凸起部分和加壓表面(即閥裝置)之間的閉合。這種壓力(高于大氣壓力)可在0. 1至18巴之間的范圍內(nèi)，優(yōu)選為0.5至4巴，例如約為1.5-2巴。加壓表面和/或膠囊保持器聯(lián)接至彈性加載裝置，以使受離心作用液體的流動(dòng)限制間隙能夠通過(guò)加壓表面相對(duì)遠(yuǎn)離/背離環(huán)形凸起部分移動(dòng)而開(kāi)啟。應(yīng)注意，該流動(dòng)限制間隙可在加壓表面和膠囊之間通過(guò)彼此之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而被開(kāi)啟。這一相對(duì)運(yùn)動(dòng)可通過(guò)加壓表面背離膠囊移動(dòng)或膠囊背離加壓表面移動(dòng)(例如通過(guò)膠囊保持器作為可動(dòng)元件)而獲得。第三種選擇是讓注入頭的加壓表面和支承膠囊保持器的表面都移動(dòng)以抵抗彈性偏壓裝置的力。在該裝置的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，加壓表面形成閥部件的一個(gè)表面，該閥部件可關(guān)于注入頭的注入部件單獨(dú)移動(dòng)。結(jié)果，閥裝置可獨(dú)立于由注入頭的注入部件施加的接觸壓力而起作用。在一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)中，注入部件包括用于在膠囊內(nèi)注入水和從膠囊提取受離心作用液體兩者的穿孔構(gòu)件。更具體地，注入部件包括出口穿孔構(gòu)件，當(dāng)出口穿孔構(gòu)件在膠囊內(nèi)進(jìn)行刺穿接合時(shí)形成了用于容納在膠囊中的受離心作用的液體的過(guò)濾裝置。因此，通過(guò)使閥部件獨(dú)立于注入頭的其余部件，閥可開(kāi)啟而不影響穿孔構(gòu)件與膠囊的相對(duì)位置。在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，加壓表面形成相對(duì)平坦的環(huán)形表面，膠囊的環(huán)形凸起部分可加壓至該環(huán)形表面上。因此，通過(guò)以環(huán)形密封線的形式接合在閥裝置處，促成了閉合動(dòng)作。優(yōu)選地，該表面大致平行于膠囊的凸緣狀邊緣。當(dāng)然，加壓表面也可具有相對(duì)于離心軸線沿徑向方向稍凹或稍凸的曲率線。根據(jù)該設(shè)備的另一特征，膠囊保持器可包括用于支承膠囊的凸緣狀邊緣并包括環(huán)形鋸齒結(jié)構(gòu)的支承表面，該環(huán)形鋸齒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用于配合到凸緣狀邊緣的環(huán)形槽中。如上文所述，當(dāng)注入頭抵靠膠囊的凸緣狀邊緣壓緊接合時(shí)，膠囊保持器的支承表面的這種構(gòu)型避免膠囊在設(shè)備內(nèi)變形。根據(jù)該設(shè)備的另一特征，注入頭包括中央注入針。該針構(gòu)造成刺穿膠囊的蓋膜。針的末端可具有一個(gè)或多個(gè)液體入口以將液體注入膠囊。優(yōu)選地，針設(shè)置在中央，即與旋轉(zhuǎn)軸線對(duì)齊。若膠囊在其上壁內(nèi)具有中央進(jìn)入端口，則針可省略。本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)如前文所述的膠囊與如前文所述的設(shè)備的組合，或插入如前文所述的設(shè)備的膠囊。


本發(fā)明的其它特征將出現(xiàn)在對(duì)下文附圖的詳細(xì)說(shuō)明中，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的已密封膠囊的俯視透視圖；圖2是圖1所示膠囊的底視圖；圖3是圖1和圖2所示膠囊的剖視圖；圖4是本發(fā)明的飲料生產(chǎn)設(shè)備的透視圖；圖5是內(nèi)部帶有膠囊的飲料生產(chǎn)設(shè)備的剖視圖；圖6是圖5所示視圖的細(xì)部剖視圖，其中閥裝置處于閉合構(gòu)型；圖7是圖6所示視圖的放大剖視圖，其中閥裝置處于閉合構(gòu)型；圖8是圖6所示視圖的放大剖視圖，其中閥裝置處于開(kāi)啟構(gòu)型；圖9是詳細(xì)示出的裝置的蓋部件的底視透視圖；圖10是根據(jù)另一實(shí)施例的膠囊的剖視圖；圖IlA示出圖10所示視圖的放大剖視圖，其中閥裝置處于閉合構(gòu)型；圖IlB示出圖10所示視圖的放大剖視圖，其中閥裝置處于開(kāi)啟構(gòu)型；圖12是根據(jù)另一實(shí)施例的膠囊的剖視圖；圖13是根據(jù)另一實(shí)施例的膠囊的剖視圖；圖14是根據(jù)另一實(shí)施例的膠囊的剖視圖，在該膠囊中上壁由包括上部膜和下部可滲透層的疊層構(gòu)成；圖15是根據(jù)另一實(shí)施例的膠囊的剖視圖，在該膠囊中膜被密封在凸起或力設(shè)定部分的頂部；圖16是本發(fā)明膠囊的另一變型的剖視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1和圖2所示，本發(fā)明優(yōu)選的一次性使用的膠囊1通常包括凹盤(pán)形的本體2， 在該本體2上密封有可穿孔膜3。膜3在內(nèi)側(cè)的環(huán)形密封部分5處被密封至本體的周緣4 上。邊緣4可向外延伸形成約2-10毫米的小的環(huán)形密封部分5。凹盤(pán)形的本體包括底壁6 和側(cè)壁7，所述側(cè)壁7優(yōu)選朝向本體的與底壁相對(duì)的大開(kāi)口端擴(kuò)寬。凹盤(pán)形的本體優(yōu)選為剛性或半剛性的。它可由具有氣體阻隔層(例如EVOH等)的食品級(jí)塑料(例如聚丙烯)或鋁合金或塑料及鋁合金的疊層或可生物降解材料(例如PLA或淀粉及纖維為基料的合成樹(shù)脂)制成。膜3可由較薄的材料例如也包括阻隔層的塑料膜層或鋁合金或塑料與鋁合金的組合制成。例如，膜的厚度通常在20和250微米之間。膜可被穿孔以形成入水口，如后文所述。膜還包括可穿孔的周邊區(qū)域。優(yōu)選地，該膠囊形成圍繞中心軸線A的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)形狀。然而，應(yīng)注意，該膠囊并非必需具有圍繞軸線A的圓形截面，而是可采用另一種形式，例如正方形、矩形或其它多邊形形式。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明的膠囊包括環(huán)形凸起部分8，該環(huán)形凸起部分8從凸緣狀邊緣4向上延伸并在被插入飲料生產(chǎn)設(shè)備時(shí)形成閥裝置的力設(shè)定裝置，如后文所述。更具體地，凸起部分8從沿著平面P延伸的凸緣狀邊緣的密封部分5處凸起地延伸。密封部分5由此相對(duì)于部分8形成了邊緣的內(nèi)側(cè)較低的環(huán)形部分。凸起部分由此朝著與本體的底部6相反的方向延伸。凸起部分8形成了閥裝置的一部分以便選擇性地阻斷受離心作用的液體離開(kāi)膠囊的流動(dòng)，如本說(shuō)明書(shū)中稍后所述。部分8并非必須形成連續(xù)的環(huán)形部分。具體地，它可以是部分或完全斷開(kāi)的或由至少一個(gè)排氣通道80形成凹口 /鋸齒狀。通道80沿徑向取向成建立通路，該通路形成穿過(guò)該部分以允許容納在膠囊外殼內(nèi)的氣體在膠囊充入液體期間被排出膠囊的氣體連通。代替通道，凹口可由眾多足以使凸起部分能夠透氣的微小褶皺構(gòu)成。應(yīng)注意，如果由凸起部分導(dǎo)致的壓力損失仍然足以造成外殼內(nèi)的壓力上升以及隨后在閥裝置開(kāi)啟時(shí)的移動(dòng)，可允許有一定的液體泄漏量通過(guò)這些排氣裝置80。包括本發(fā)明的膠囊和飲料制備設(shè)備的系統(tǒng)的第一實(shí)施在圖4至圖8中示出并在此說(shuō)明。該系統(tǒng)包括如前所述的膠囊1和飲料制備設(shè)備23。該設(shè)備具有模塊24，膠囊能插入該模塊中。膠囊容納用于進(jìn)行煮泡的食品物質(zhì)并且膠囊在使用后從模塊被去除以便丟棄 (例如，作為廢棄物或用于有機(jī)和無(wú)機(jī)原材料的再循環(huán))。模塊M與水供應(yīng)源(例如儲(chǔ)水器2 流體連通。流體輸送裝置(例如泵26)設(shè)置在模塊與水供應(yīng)源之間的流體回路27 中。還設(shè)置有水加熱器觀以在水進(jìn)入模塊之前加熱流體回路中的水。該水加熱器可被插入流體回路中以加熱來(lái)自?xún)?chǔ)器的新鮮水。或者，水加熱器可被布置在儲(chǔ)水器自身之中，在這種情況下該儲(chǔ)水器成為水煮沸器。當(dāng)然，水也可經(jīng)由水插頭連接從家用水供應(yīng)源直接取得。 該設(shè)備還可包括控制裝置和用于激活飲料制備方法的激活裝置(未示出)。水可在低壓或甚至重力壓力下被供給到模塊M內(nèi)。例如，可設(shè)想在模塊的進(jìn)水口處的高于大氣壓力的介于0到2bar之間的壓力。如果利用例如活塞泵的壓力泵，則也可傳送處于高于2bar的壓力的水。煮泡模塊M可包括兩個(gè)主膠囊封包子組件四、30 ；主要包括注水子組件或注水頭以及包括膠囊保持器的液體接收子組件。這兩個(gè)子組件在設(shè)備中形成用于膠囊的定位和定心裝置以作為膠囊在設(shè)備內(nèi)旋轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)。這兩個(gè)組件例如由卡口型連接系統(tǒng)31或任何其它適當(dāng)?shù)拈]合裝置(如基于夾爪式封閉原理的結(jié)構(gòu))以將膠囊封包在其中。液體接收子組件30包括液體管道32，該液體管道32例如在子組件的一側(cè)上突出以便將從膠囊離心分離出來(lái)的液體引導(dǎo)到服務(wù)用容器(如杯子或玻璃杯)。液體管道與液體接收器33連通而形成 U形或V形環(huán)狀剖面，該環(huán)狀剖面環(huán)繞由旋轉(zhuǎn)筒34形成的膠囊保持器，膠囊被插入該旋轉(zhuǎn)筒 34中，如圖4所示。液體接收器33限定如后文將說(shuō)明的用于收集液體的收集腔63。在液體接收子組件30下方安設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)膠囊接納筒34在子組件內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的裝置。該驅(qū)動(dòng)裝置優(yōu)選包括旋轉(zhuǎn)馬達(dá)40，該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)可被供以電力或氣體動(dòng)力。注水子組件包括進(jìn)水側(cè)，該進(jìn)水側(cè)包括在上游與水流體回路27連通的進(jìn)水口 35。旋轉(zhuǎn)筒34本身通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸37軸向延長(zhǎng)，該旋轉(zhuǎn)軸38通過(guò)旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)裝置39 (如滾珠軸承或滾針軸承)保持相對(duì)于液體接收器33的外基部38旋轉(zhuǎn)。因此，旋轉(zhuǎn)筒被設(shè)計(jì)成圍繞中間軸線I旋轉(zhuǎn)，而接收器的外基部38相對(duì)于設(shè)備被固定。機(jī)械聯(lián)接器可安設(shè)在筒的旋轉(zhuǎn)軸37與馬達(dá)40的軸42之間的連接處。關(guān)于注水子組件四，其包括居中設(shè)置的注水器45，該注水器相對(duì)于設(shè)備的縱向軸線I被固定。該注水器包括用于將水從入口 35傳輸?shù)匠鏊?47的中央管狀構(gòu)件46，該出水口 47突出到膠囊120的外殼14內(nèi)。中央管狀構(gòu)件由空心針90延伸以便刺入膠囊并向其中注入液體。為此，出水口由穿刺裝置48(如鋒利的管狀梢端)形成，該穿刺裝置能夠形成穿過(guò)膠囊的膜蓋3的刺穿孔。圍繞注水器安裝有旋轉(zhuǎn)接合部件或蓋部件49。該接合部件49具有中央孔，該中央孔用于接納注水器和轉(zhuǎn)動(dòng)引導(dǎo)裝置，例如插入部件49和注入器45之間的滾珠或滾針軸承 50。密封裝置89設(shè)置在滾珠軸承50和注入針90之間以防止液體從膠囊進(jìn)入軸承內(nèi)部。膠囊接合子組件四還可包括管狀罩筒62，當(dāng)兩個(gè)子組件在膠囊周?chē)鄬?duì)于彼此閉合時(shí)，該管狀罩筒62突出到液體接收子組件30的環(huán)狀腔室63內(nèi)。該管狀罩筒62形成沖擊壁，該沖擊壁用于受離心作用的離開(kāi)被離心的膠囊的液體。該部件62優(yōu)選固定在子組件四上。該子組件還包括有助于連接在液體接收子組件30上的握持部64。該握持部64 可具有用于握持的滾花外周面。該握持部可通過(guò)螺釘67固定在子組件四的固定基部上。該部件當(dāng)然可由桿機(jī)構(gòu)或類(lèi)似的握持裝置代替。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，旋轉(zhuǎn)接合部件包括位于該部件的周邊的穿刺構(gòu)件53。該穿刺構(gòu)件設(shè)置成在膠囊的膜3的周邊、尤其是在膠囊的頂部膜3的環(huán)形周邊區(qū)域中刺穿該膜。更具體地，該穿刺構(gòu)件由從接合部分的下表面突出的鋒利突起部構(gòu)成。該膜優(yōu)選在設(shè)備閉合期間(即，兩個(gè)子組件四，30圍繞膠囊閉合期間)，當(dāng)膠囊在下部子組件30的膠囊保持器內(nèi)的適當(dāng)位置時(shí)，且當(dāng)噴水子組件四相對(duì)于膠囊被移動(dòng)時(shí)，該膜優(yōu)選至少部分地被刺穿。穿刺構(gòu)件53優(yōu)選沿該部件的至少一個(gè)(或多個(gè))環(huán)形路徑分布。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，穿刺構(gòu)件53的梢端是實(shí)心的(即，沒(méi)有液體供應(yīng)管道穿過(guò))。閥裝置51在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置在受離心作用的液體的流動(dòng)路徑中，位于穿刺構(gòu)件的下游。該閥裝置可以是任何合適的閥，所述閥設(shè)置成當(dāng)液體壓力達(dá)到給定的閾值時(shí)開(kāi)啟或擴(kuò)大受離心作用的液體離開(kāi)膠囊的流動(dòng)路徑。該閥裝置因此被校準(zhǔn)成在給定的過(guò)壓下開(kāi)啟。 例如，開(kāi)啟壓力為約0.5至4巴之間、優(yōu)選1.5至2. 5巴、例如約2巴的壓力。重要地，這種校準(zhǔn)取決于膠囊的力設(shè)定部分8的距離"d"。主要是該距離通過(guò)自動(dòng)調(diào)整閥的預(yù)載來(lái)設(shè)定閥裝置背壓，如后文所述。因此閥的校準(zhǔn)將決定在給定轉(zhuǎn)速下所輸出的飲料的流量。在該優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖所示，閥裝置包括接合部分即膠囊的凸起部分8，該接合部分從膠囊的凸緣狀邊緣4、更具體地從密封部分5的外表面突出。該接合部分8形成了從邊緣的大致平坦表面或從邊緣的相對(duì)較低的內(nèi)側(cè)密封部分5向上延伸的突起。該部分8 可由凸緣狀邊緣整體地形成。在這種情況下，包括凸緣狀邊緣的膠囊本體2優(yōu)選由塑料和 /或鋁制成。在相對(duì)一側(cè)，閥裝置包括旋轉(zhuǎn)式蓋部件49的接合表面83。如圖7所示，在膜 3和凸起部分8之間留下了供液體流通的間隙，由此使液體能夠朝著閥裝置沿徑向穿過(guò)膜， 而不會(huì)被蓋的下表面M過(guò)多阻礙或阻塞在膠囊內(nèi)。接合表面83可根據(jù)突起8的具體形狀包括多種外形。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，接合表面83是大致平坦的表面，例如環(huán)形平坦表面。接合表面可在蓋部件49的下表面M的周邊處形成為表面的環(huán)形凹入部分，由此允許穿孔構(gòu)件的基部低于突起8的梢端或受壓上表面。在本發(fā)明的所有實(shí)施例中，如圖7所示，凸起部分相對(duì)于沿著平面(P)延伸的凸緣狀邊緣的內(nèi)里部分5的高度(d)可在0. 2至10毫米之間，更優(yōu)選在0. 5至5毫米之間，最優(yōu)選在0.8至2毫米之間。應(yīng)注意，除了平坦的形狀以外，接合表面83可采取很多不同的形狀，例如凹的或凸的形狀。如圖8所示，膠囊的凸緣狀邊緣在該邊緣的與突起8相對(duì)的表面82(即凸緣狀邊緣的下表面82或朝向本體底部6的表面)上可具有環(huán)形槽81。設(shè)備的膠囊保持器包括支承部分，該支承部分包括支承表面，環(huán)形鋸齒結(jié)構(gòu)92從該支承表面延伸，該環(huán)形鋸齒結(jié)構(gòu) 92匹配于膠囊的環(huán)形槽81的形狀。因此，鋸齒結(jié)構(gòu)92可用來(lái)在設(shè)備內(nèi)定位和校準(zhǔn)膠囊，并在被旋轉(zhuǎn)部分49壓迫時(shí)支承閥裝置的環(huán)形突起8。鋸齒結(jié)構(gòu)92可以是鋒利的環(huán)形連續(xù)突起或由分布在膠囊保持器表面的環(huán)形路徑上的不連續(xù)突起形成。例如，突起及其對(duì)應(yīng)形狀 (counter-shape) 81可例如利用模壓、深沖壓、注塑成型或熱成型的制造操作在膠囊本體成型期間形成。閥裝置51設(shè)計(jì)成在彈性閉合載荷的力下閉合，該載荷由包括彈性偏壓元件71的載荷發(fā)生系統(tǒng)70實(shí)現(xiàn)。彈性偏壓元件71向旋轉(zhuǎn)蓋板49上施加彈性載荷。該載荷主要分布至接合表面83上，該接合表面抵靠著膠囊的凸起部分8執(zhí)行閉合動(dòng)作。因此，在受離心作用的液體通過(guò)由穿孔元件形成的孔離開(kāi)時(shí)在突出部上施加了足夠的壓力之前，閥通常關(guān)閉了受離心作用液體的流動(dòng)路徑。液體由此在膜3和旋轉(zhuǎn)式蓋部件49的上表面M之間流動(dòng)，并通過(guò)向上推動(dòng)整個(gè)蓋部件49以對(duì)抗彈性偏壓元件71的力來(lái)迫使閥51開(kāi)啟，如圖8 所示。受離心作用的液體由此可高速?lài)娚湓跊_擊面62上。載荷發(fā)生系統(tǒng)70可制成為可調(diào)整的(如圖5或圖6所示)以便控制閥裝置的開(kāi)啟壓力。具體地，系統(tǒng)70可包括基座55，彈性偏壓元件71的第一端部配合在該基座55中。 在彈性偏壓元件71的相對(duì)一端固定有鄰接構(gòu)件56，該鄰接構(gòu)件還連接至螺旋/螺絲元件 57。基座55、元件71和鄰接部件56被裝入管狀框架58。螺旋元件57和管狀框架58共同形成了致動(dòng)裝置，該致動(dòng)裝置包括互補(bǔ)螺紋73，互補(bǔ)螺紋73使得能夠調(diào)整彈性偏壓元件71 作用在接合部分49上的壓縮載荷。應(yīng)注意，用于在閥裝置上施加負(fù)載的彈性裝置可不同地設(shè)計(jì)。例如，彈性裝置 71 (如彈簧或橡膠彈性元件)可例如利用單獨(dú)的環(huán)形塊直接聯(lián)接至表面83而獨(dú)立于表面 M，或可聯(lián)接至閥裝置的環(huán)狀突起8。如圖8和圖9所示，蓋部件49的下表面M包括以圓形方式分布在該表面的周邊區(qū)域的一組穿孔元件或突出部53。每個(gè)穿孔元件53會(huì)在膠囊的上部膜中產(chǎn)生一個(gè)穿孔， 并由此產(chǎn)生通道以供受離心作用的液體離開(kāi)處于旋轉(zhuǎn)中的膠囊。穿孔元件的數(shù)量可以通過(guò)取下蓋板并代之以具有更多穿孔元件的板而改變。優(yōu)選地，該表面可包括由設(shè)置在表面M 中的一組通道85構(gòu)成的通道裝置84，以確保在膜和蓋部件之間并且在穿孔元件和閥裝置之間保持有一受控的流動(dòng)間隙。通道85可由形成間隔結(jié)構(gòu)的凸出元件86、87構(gòu)成。例如， 在穿孔元件53之間可設(shè)置一組凸出元件87以確保膜不會(huì)塌陷在穿孔元件之間，這種塌陷會(huì)導(dǎo)致液流的阻塞。此外，在穿孔元件53和閥裝置之間的流動(dòng)路徑內(nèi)可設(shè)置另一組凸出元件86以進(jìn)一步確保在表面M和膠囊的凸緣狀邊緣4之間存在通道，從而使液體的流動(dòng)被適當(dāng)?shù)匾蜷y裝置。應(yīng)注意，用于保持流動(dòng)間隙的間隔結(jié)構(gòu)(例如一組不連續(xù)的凸出元件 86,87)可形成在膠囊的凸緣狀邊緣上。例如，凸緣狀邊緣可包括相對(duì)于環(huán)狀突起8分布在內(nèi)側(cè)的一組小的同心布置的突起(未示出)。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，在膠囊表面上的環(huán)形突起8由一元件構(gòu)成，該元件由不同于膠囊的凸緣狀邊緣材料的材料制成。該元件可由可壓縮材料制成。這種材料可以是彈性或非彈性材料。具體地，該元件可由塑料制成或可以是密封至凸緣狀邊緣上的橡膠 0形圈。這種圈可以例如通過(guò)加熱或超聲來(lái)密封，或以液體一例如液體硅橡膠(LSR)—— 沉積并允許在邊緣上硬化。突起元件8也可通過(guò)其它方式(例如通過(guò)粘合劑或通過(guò)夾在膠囊的環(huán)形槽中)聯(lián)接至膠囊。圖10和IlAUlB示出本發(fā)明的另一實(shí)施例，在該實(shí)施例中凸起部分8形成為從凸緣狀邊緣的較低的密封部分5升起的臺(tái)階。該臺(tái)階具有大致平坦的上表面，該上表面與設(shè)備的蓋部件49的下接合表面83壓接合地配合以形成閥裝置。該臺(tái)階的寬度(w)可大于凸起部分的高度(d)。此外，凸起部分的寬度(w)還可等于或甚至大于密封部分5的寬度。如圖IlB中所示，在膠囊的上部外壁3和凸起部分的頂表面之間保持有一間隙，該間隙允許液體朝向閥裝置51環(huán)流而不會(huì)被顯著阻礙。在這種實(shí)施方式和本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，設(shè)備可包括分成內(nèi)部穿孔塊49a和外部閥塊49b的蓋部件49。閥塊49b是環(huán)形的，且抵抗彈性裝置710(例如彈簧)的力相對(duì)于塊49a獨(dú)立地安裝。蓋部件49的這種分離式構(gòu)型使得由閥裝置51產(chǎn)生的壓力載荷獨(dú)立于由穿孔塊施加的壓力載荷。因此，在離心作用期間閥裝置51根據(jù)膠囊轉(zhuǎn)速進(jìn)行的開(kāi)啟或擴(kuò)大可以更可靠地受控。另外，在閥裝置51開(kāi)啟時(shí)出口穿孔構(gòu)件53相對(duì)于膠囊的位置不受影響。在構(gòu)件53和膜3之間被提取的液體的過(guò)濾通過(guò)將部件49a封閉至膠囊上來(lái)控制， 由此保持恒定且有效，而與閥裝置51的相對(duì)位置無(wú)關(guān)。圖10所示的膠囊還可包括以液密方式與設(shè)備的針接合的產(chǎn)生液體密封性的構(gòu)件 91 (同樣示于圖1的膠囊中)。該構(gòu)件91確保液體不能通過(guò)由針在膜內(nèi)形成的穿孔漏出膠囊。產(chǎn)生密封性的構(gòu)件91可設(shè)置在上壁3的外表面上或該壁的內(nèi)表面上。產(chǎn)生密封性的構(gòu)件優(yōu)選地由橡膠彈性材料和/或纖維材料制成。它也可沿壁3的整個(gè)外表面延伸。包括中央密封構(gòu)件的膠囊的其它等同變型描述在共同待未決的、標(biāo)題為“用于通過(guò)離心作用制備飲料的膠囊”的歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)No. 09169679. 9中有所說(shuō)明。圖12中的膠囊示出另一實(shí)施例，在該實(shí)施例中構(gòu)成外壁的可穿孔膜被可滲透壁/ 多孔壁36代替。由此上壁形成了將飲料配料保持在膠囊內(nèi)但允許受離心作用的液體離開(kāi)膠囊而無(wú)需穿孔的壁。此外，液體也可通過(guò)該壁被引入膠囊而不是必須由中央針穿孔。該壁可以是僅部分地沿著壁可滲透液體，例如，僅在出口區(qū)域或內(nèi)部區(qū)域或這兩個(gè)區(qū)域。該壁可包括尺寸在50至500微米之間、優(yōu)選在80至300微米之間的孔隙。用作壁36的合適材料為過(guò)濾紙、機(jī)織的或非紡織的聚合物、具有尺寸受控的孔的高分子膜以及它們的組合。圖13所示膠囊的不同之處在于膠囊本體由具有不同剛度的至少兩個(gè)部件43、52 構(gòu)成。本體的第一部件43形成凸緣狀邊緣4，而本體的第二部件52形成實(shí)質(zhì)部分側(cè)壁7 和底部8。第二部件52具有優(yōu)選比第一部件更具柔性的材料。第二部件可為例如薄的疊層和/或聚合物箔片，而第一部件43可為較硬的塑料。邊緣部件43由連接部分59延伸，柔性較低的部件52密封至該連接部分59上。當(dāng)然，上壁可為如圖12所示的實(shí)施例中的可滲透壁或如前述實(shí)施例中的可穿孔膜。圖14所示膠囊與任何其它實(shí)施例的不同之處至少在于封閉在膠囊本體上的上壁3由至少兩個(gè)層37、38形成；分別為外部的可穿孔的不透液體層41和內(nèi)部的可滲透液體層 68。該多層優(yōu)選形成一疊層，即結(jié)合的分層布置，該疊層可能包括位于中間的密封劑層。內(nèi)層68可由彈性塑料(例如聚丙烯或聚氨酯彈性體)制成。上層41可由鋁或鋁-PP復(fù)合物形成。內(nèi)層68也可在一個(gè)或多個(gè)離散的區(qū)域內(nèi)(例如僅在中央?yún)^(qū)域內(nèi))被密封至上層，并可在所述區(qū)域之外相對(duì)于上層松散。這能夠?qū)崿F(xiàn)確保在裝置的中央注入針周?chē)囊好苄圆贾靡员苊馑谀z囊的頂側(cè)從旁路繞過(guò)，并確保在通過(guò)離心作用提取液體所在的壁3的周邊處的過(guò)濾功能。圖14的膠囊可選自尤其是對(duì)于本體2和外膜41附加地具有氣體阻隔特性的包裝材料。圖15的膠囊與任何其它實(shí)施例的不同之處在于封閉膠囊本體的上壁3被密封至凸起部分8的頂部。膠囊的凸緣狀邊緣4包括環(huán)形較低部分5，該部分5的一端與本體的側(cè)壁7結(jié)合，另一端與臺(tái)階狀的力設(shè)定部分8結(jié)合。但是，較低部分5距離上壁3有一距離〃 d〃，該距離〃 d〃代表了凸起部分8的高度。較低部分5具有厚度〃 dl〃，該厚度"dl"小于邊緣在凸起部分8處的總厚度"d+dl"。厚度dl可以基本上等于側(cè)壁的厚度。優(yōu)選地，內(nèi)側(cè)部分5的寬度大于其厚度"dl"。圖18的膠囊表示另一實(shí)施例，在該實(shí)施例中力設(shè)定部分8由部分熔融的能量導(dǎo)引器構(gòu)成，上壁3密封至所述能量導(dǎo)引器上。在超聲密封上壁3之前能量導(dǎo)引器89具有大于"d"的初始高度(以虛線示出)，但隨后在密封后減少至較低高度"d"。作為本發(fā)明的其它顯而易見(jiàn)的變形，本發(fā)明的膠囊還可為具有上壁的可反復(fù)充填式容器，該上壁可被打開(kāi)以便將一劑量飲料配料充入外殼。例如，上壁通過(guò)壓配合連接至本體。為了在上壁和本體之間保持連接，這兩個(gè)元件可由局部柔性塑料鉸接件連接。
權(quán)利要求
1.一種膠囊，該膠囊可插入飲料生產(chǎn)設(shè)備以由容納在該膠囊內(nèi)的物質(zhì)制備飲料，所述飲料通過(guò)將液體引入膠囊并利用離心力使液體經(jīng)過(guò)所述物質(zhì)以生產(chǎn)該飲料而制備，所述飲料在膠囊內(nèi)相對(duì)于膠囊的中心軸線朝向周邊受到離心作用，所述中心軸線對(duì)應(yīng)于離心操作期間的旋轉(zhuǎn)軸線，所述膠囊包括容納有一定量飲料物質(zhì)的外殼， 包括側(cè)壁(7)的杯形本體(2)， 用于封閉所述本體的上部外壁(3)，其中，該膠囊包括從所述本體向外延伸的凸緣狀邊緣G)，所述凸緣狀邊緣(4)包括環(huán)形凸起部分，在所述環(huán)形凸起部分與所述飲料生產(chǎn)設(shè)備的加壓表面接合時(shí)，所述環(huán)形凸起部分對(duì)受離心作用的液體的流動(dòng)路徑形成限制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠囊，其特征在于，所述環(huán)形凸起部分(8)朝著與所述本體的底部(6)相反的方向延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膠囊，其特征在于，所述環(huán)形凸起部分(8)從所述邊緣(4)的相對(duì)平坦的環(huán)形內(nèi)側(cè)部分( 延伸一定高度(“d")，所述環(huán)形內(nèi)側(cè)部分(5)與所述側(cè)壁結(jié)合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膠囊，其特征在于，所述環(huán)形凸起部分(8)形成所述內(nèi)側(cè)部分(5)的厚度的增加(“d+dl")。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的膠囊，其特征在于，所述環(huán)形內(nèi)側(cè)部分( 形成用于所述上壁(3)的密封部分。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊，其特征在于，所述環(huán)形凸起部分沿基本上垂直于所述凸緣狀邊緣延伸的橫向平面的方向延伸。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊，其特征在于，所述環(huán)形凸起部分是剛性的。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊，其特征在于，所述環(huán)形凸起部分與所述凸緣狀邊緣制成整體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的膠囊，其特征在于，所述凸緣狀邊緣的與所述本體的所述側(cè)壁(7)結(jié)合的下表面(8 沒(méi)有任何朝著與所述環(huán)形凸起部分(8)相反的方向的凸起。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊，其特征在于，所述凸緣狀邊緣在其與所述環(huán)形凸起部分正好相反的表面上包括環(huán)形槽(81)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的膠囊，其特征在于，所述環(huán)形凸起部分在所述凸緣狀邊緣內(nèi)模壓加工而成。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的膠囊，其特征在于，所述杯形本體包括鋁和/或塑料。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠囊，其特征在于，所述環(huán)形凸起部分是附接至所述凸緣狀邊緣的單獨(dú)元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的膠囊，其特征在于，所述環(huán)形凸起部分由橡膠彈性材料制成。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊，其特征在于，所述凸起部分包括排氣裝置 (80)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊在飲料制備設(shè)備中的使用，其中，所述膠囊在所述設(shè)備內(nèi)受到離心作用。
17.一種飲料制備設(shè)備，所述飲料從根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊、通過(guò)使液體經(jīng)過(guò)容納在所述膠囊內(nèi)的飲料物質(zhì)而制備，所述飲料制備設(shè)備包括用于在所述膠囊內(nèi)注入液體的液體注入頭，用于將所述膠囊保持在所述設(shè)備內(nèi)的膠囊保持器，用于驅(qū)動(dòng)所述膠囊進(jìn)行離心作用的裝置，其中，所述飲料制備設(shè)備包括加壓表面，所述加壓表面用于將確定的閉合力施加在所述凸緣狀邊緣的所述環(huán)形凸起部分上以基本上關(guān)閉飲料的流動(dòng)路徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，所述加壓表面和/或所述膠囊保持器聯(lián)接至彈性加載裝置，以使得能夠通過(guò)所述加壓表面相對(duì)離開(kāi)所述環(huán)形凸起部分而為受離心作用的液體打開(kāi)限制性流動(dòng)路徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，所述加壓表面形成閥部件的表面，所述閥部件能關(guān)于所述注入頭G9)的注入部件(49a)單獨(dú)移動(dòng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述注入部件(49a)包括出口穿孔構(gòu)件(53)，所述出口穿孔構(gòu)件(53)在所述膠囊中進(jìn)行穿刺接合時(shí)形成用于容納在膠囊內(nèi)的受離心作用的液體的過(guò)濾裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求17至20中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述加壓表面形成相對(duì)平坦的環(huán)形表面。
22.根據(jù)權(quán)利要求17至21中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述膠囊保持器包括支承表面，所述支承表面用于支承所述膠囊的所述凸緣狀邊緣并包括環(huán)形鋸齒結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形鋸齒結(jié)構(gòu)用來(lái)配合到所述凸緣狀邊緣的環(huán)形槽中。
23.根據(jù)權(quán)利要求17至22中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述注入頭包括中央注入針。
24.一種膠囊系統(tǒng)，所述膠囊系統(tǒng)包括用于制備飲料的根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的膠囊，以及根據(jù)權(quán)利要求17至23的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述膠囊的所述環(huán)形凸起部分(8)抵靠所述設(shè)備的加壓表面(8 接合以提供閥裝置(51)，所述閥裝置(51)起延遲和/或限制受離心作用的液流離開(kāi)所述膠囊的作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種膠囊(1)，該膠囊可插入飲料生產(chǎn)設(shè)備(23)中以從容納與該膠囊內(nèi)的物質(zhì)制備飲料，該飲料通過(guò)將液體引入膠囊并利用離心力使液體經(jīng)過(guò)該物質(zhì)以生產(chǎn)飲料而制備，該飲料在膠囊內(nèi)相對(duì)于膠囊的中心軸線(A)朝向周邊受到離心作用，該中心軸線對(duì)應(yīng)于離心操作期間的旋轉(zhuǎn)軸線，該膠囊包括容納有預(yù)定量的飲料物質(zhì)的外殼，杯形本體(2)，用于封閉本體的上壁(3)，其中膠囊包括從本體向外延伸的包括環(huán)形凸起部分(8)的凸緣狀邊緣(4)，該環(huán)形凸起部分在與飲料生產(chǎn)設(shè)備的加壓表面接合時(shí)對(duì)受離心作用的液體的流動(dòng)路徑形成限制。
文檔編號(hào)A47J31/22GK102245065SQ200980149069
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者A·佩雷特斯, A·約阿基姆, A·雷塞爾, C·雅里施, J-P·丹尼薩特 申請(qǐng)人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司