ES2927336T3 - Válvula de selección y sistema de bebidas que incluye la misma - Google Patents

Abstract

Una válvula de selección (11), en particular para máquinas de preparación de bebidas, comprende un cuerpo de válvula (45), una entrada de agua caliente (49) en el cuerpo de válvula, una entrada de aire (51) en el cuerpo de válvula y al menos un primer salida (77, 133) en el cuerpo de la válvula. Un elemento selector (21) está montado de forma móvil con respecto al cuerpo de la válvula (45) para moverse entre una primera posición en la que la entrada de agua caliente (49) está en comunicación fluida con la al menos primera salida (77, 133), y una segunda posición en la que tanto la entrada de agua caliente como la entrada de aire (51) están en comunicación fluida con la al menos primera salida (77, 133). La válvula de selección (11) comprende además un elemento satélite (79) asociado con el elemento selector (21). El elemento satélite (79) está dispuesto para tener una cantidad limitada predefinida de movimiento relativo libre con respecto al elemento selector (21) para permitir que el elemento satélite se posicione independientemente del elemento selector. El movimiento relativo del elemento satélite (79), dentro de su cantidad limitada predefinida de movimiento relativo libre, se encuentra entre la primera y la segunda posición del elemento selector (21). También se incluye una unidad de mezcla de ingredientes de bebidas (33) que comprende la válvula de selección (11), una máquina de preparación de bebidas que incluye la válvula de selección (11) y/o la unidad de mezcla de ingredientes de bebidas (33) y un sistema de preparación de bebidas (1) que comprende la máquina de preparación de bebidas y un cartucho de suministro de ingredientes de bebidas intercambiable (3). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Válvula de selección y sistema de bebidas que incluye la misma

La invención se refiere a una válvula de selección y a un sistema que incluye la misma, en particular, a una válvula de selección que puede formar parte de una unidad de mezclado de ingredientes de bebidas, o una máquina de preparación de bebidas que forma parte de un sistema de preparación de bebidas para bebidas calientes.

Los sistemas de bebidas de este tipo se describen en el documento de solicitud de patente internacional publicado WO 2015/102488. En tales sistemas de bebidas se utilizan varias válvulas individuales para controlar la distribución de agua caliente para su mezcla con uno o más ingredientes de bebida, y de vapor o aire a lo largo de varias trayectorias de flujo del sistema. Una multiplicidad de componentes de válvula de este tipo complica el diseño de tales sistemas de bebidas y complica su fabricación y mantenimiento.

En consecuencia, un objeto de la presente invención es proponer una válvula de selección mejorada para su uso en la preparación de bebidas calientes. En un sentido más general, es por tanto un objeto de la invención superar o reducir al menos una de las desventajas de la técnica anterior. También es un objetivo de la presente invención dar a conocer soluciones alternativas, que sean menos complicadas de montar y operar y que además se puedan producir de forma relativamente económica. De forma alternativa, es un objeto de la invención proporcionar al menos una alternativa útil. Como tal, la presente invención cuenta entre sus objetos: prevención del reflujo, mejora de la calidad de la espuma (crema), creación de un café solo (sin crema), integración de una válvula de derivación de caldera en la válvula selectora de cerámica, eliminación de un bloque de válvula de aire separada, reducción de la presión del chorro de agua, reducción de la fricción entre los elementos de válvula en movimiento, miniaturización de los componentes de válvula, reducción de la fuerza de empuje del resorte, habilitación de un motor de accionamiento de válvula más pequeño, habilitación de una bomba de agua más pequeña y silenciosa, creación de un posicionamiento preciso y retroalimentación de los elementos cerámicos de la válvula, con una señal de posicionamiento posiblemente absoluta, y simplificación del diseño de cámara de turbulencia.

Para ello, la invención proporciona una válvula de selección como se define por las reivindicaciones adjuntas. Como se define más detalladamente en las reivindicaciones adjuntas, la invención proporciona también una unidad de mezclado de ingredientes de bebidas que comprende la válvula de selección, una máquina de preparación de bebidas que incluye la válvula de selección o la unidad de mezclado de ingredientes de bebidas, y un sistema de preparación de bebidas que incluye la máquina de preparación de bebidas, en combinación con un cartucho de suministro intercambiable de ingredientes de bebidas intercambiable.

Con los elementos cerámicos de la válvula opcionales en la posición de 'Crema', se bombea aire y agua a través de un orificio de 0,95 mm y la cámara de turbulencia está abierta.

Con los elementos cerámicos de la válvula opcionales en la posición de 'Cerrado', la entrada de aire está cerrada, la entrada de agua está cerrada y la cámara de turbulencia está cerrada. La posición de 'Cerrado' se puede utilizar en la limpieza para llenar la cámara de turbulencia.

Con los elementos cerámicos de la válvula opcionales en la posición de 'Ventilado', la entrada de aire está cerrada, la entrada de agua está cerrada y la cámara de turbulencia está ventilada. La posición de 'Ventilado' se puede utilizar para vaciar los tubos dispensadores en cada extremo de un ciclo de dispensación.

Con los elementos cerámicos de la válvula opcionales en la posición 'Derivación', la entrada de aire está cerrada, la entrada de agua está en comunicación fluida con el tanque de suministro de agua y la cámara de turbulencia está cerrada. La posición 'Derivación' se puede utilizar como posición predeterminada.

Con los elementos cerámicos de la válvula opcionales en la posición 'Café Solo', la entrada de aire se cierra, el agua se bombea a través de un orificio más grande de 5 mm y la cámara de turbulencia se cierra. La posición 'Café Solo' se puede utilizar para obtener bebidas sin espuma.

El retraso mecánico del elemento satélite se obtiene creando un movimiento perdido con un juego de giro libre de 10° entre el soporte y el elemento satélite, lo que es ventajoso para triturar la acumulación de piedra caliza. Para asegurarse de que el elemento satélite permanece en la posición de crema, se utiliza un pasador o retén de bloqueo con resorte para retener el elemento satélite.

El pasador de bloqueo es empujado hacia abajo por una leva en el soporte y permite que el elemento satélite se mueva solo después de que el soporte haya girado 10° en sentido levógiro, visto en la dirección de la salida de válvula. Después, el elemento satélite podrá girar forzado por y junto con el soporte y los otros elementos de válvula móviles.

Se ha obtenido una fricción reducida entre los elementos cerámicos minimizando sus áreas de contacto enfrentadas, adaptando apropiadamente la rugosidad superficial de los elementos, reduciendo la presión del agua y reduciendo la fuerza de resorte ejercida sobre los elementos cerámicos. Si bien esta reducción de la fricción ha reducido el requisito de potencia para el motor de accionamiento de la válvula, con una potencia de motor de accionamiento dada es también posible aumentar los márgenes de excedente de potencia para hacer frente a posibles aumentos futuros relacionados con el envejecimiento y/o el uso en el consumo de energía. En cuanto a la rugosidad superficial del par motor inducido, se ha encontrado como mejor opción que, cuando la rugosidad superficial de los elementos cerámicos tiene un valor de 6 |jm, todos los elementos cerámicos son estancos al aire y al agua contra 4,2 bar a 70 °C, y contra 4,5bar a 20 °C. Las presiones de agua realmente preferidas de 1,3 a 1,7 bar son mucho más bajas y permiten una presión de empuje reducida en los elementos cerámicos de la válvula. Como consecuencia, se consume menos potencia al operar la válvula de selección. Se ha obtenido una mayor reducción de la fricción al reducir el área de contacto entre el elemento cerámico de la válvula. Esto último se ha logrado proporcionando áreas de contacto elevadas, o áreas rebajadas, en al menos una de las superficies enfrentadas de los elementos de válvula adyacentes.

Otros aspectos ventajosos de la invención quedarán claros con la lectura de la descripción adjunta y en referencia a los dibujos que la acompañan, en los que:

la Figura 1 muestra un diagrama esquemático de un diseño de un sistema de preparación de bebidas según la invención;

la Figura 2 es una diagrama esquemático del diseño de una máquina de preparación de bebidas según la invención;

las Figuras 3A y 3B son vistas isométricas desde diferentes ángulos de una unidad de mezclado de ingredientes de bebidas según la invención;

la Figura 4 es una vista en despiece de la unidad de mezclado de ingredientes de bebidas de las Figuras 3A y 3B, vista desde su lado de entrada de agua;

la Figura 5 es una vista en despiece de la unidad de mezclado de ingredientes de bebidas de las Figuras 3A y 3B, vista desde su lado de entrada de ingredientes de bebidas;

la Figura 6 es una vista en despiece que muestra solo los componentes de la válvula de selección de las Figuras 4 y 5 a escala ampliada;

las Figuras 7A y 7B muestran un conjunto de elementos de válvula en una disposición en despiece visto desde los extremos corriente arriba y corriente abajo;

las Figuras 8A y 8B muestran un elemento selector de la válvula de selección con un soporte y un elemento satélite del mismo en cada una de sus posiciones de extremo relativas opuestas;

la Figura 9 es una sección transversal longitudinal fragmentaria de la válvula de selección de la Figura 6 en su estado ensamblado que muestra el mecanismo de posicionamiento del elemento selector;

las Figuras 10A y 10B son secciones transversales de la válvula de selección tomadas parcialmente a través del soporte según la línea X-X indicada en la Figura 9, y que muestran las posiciones de bloqueo y desbloqueo del elemento satélite;

la Figura 11 es una sección transversal longitudinal del conjunto de elementos de válvula en posición de 'Crema' de la válvula selectora;

la Figura 12 es una sección transversal longitudinal del conjunto de elementos de válvula en una posición de 'Cerrado' de la válvula selectora;

la Figura 13 es una sección transversal longitudinal del conjunto de elementos de válvula en una posición de 'Ventilado' de la válvula selectora;

la Figura 14 es una sección transversal longitudinal del conjunto de elementos de válvula en una posición de 'Derivación' de la válvula selectora; y

la Figura 15 es una sección transversal longitudinal del conjunto de elementos de válvula en una posición de 'Café Solo' de la válvula selectora;

En la Figura 1 se ilustra un sistema de preparación de bebidas 1. El sistema de preparación de bebidas 1 incluye una máquina de preparación de bebidas en combinación con un cartucho de suministro intercambiable de ingredientes de bebidas 3. El cartucho 3 de suministro de ingredientes es de tipo intercambiable y puede ser generalmente del tipo descrito en el documento WO 2015/102488. La máquina de preparación de bebidas del sistema 1 incluye un calentador de agua o caldera 5, que se alimenta con agua por medio de una bomba de suministro de agua 7. La bomba de suministro de agua 7 puede ser cualquier bomba de fluido adecuada, y es preferiblemente de un tipo que pueda generar presiones de agua entre 1,3 y 1,7 bares. Opcionalmente se puede interponer un caudalímetro 9 entre la bomba de alimentación de agua 7 y la caldera 5. El agua caliente preparada en la caldera 5 se puede suministrar a una válvula 11 de selección. Se proporciona una bomba 13 de aire en la máquina de bebidas para suministrar aire presurizado a la válvula 11 de selección. La válvula 11 de selección controla un suministro de agua caliente y/o aire presurizado a una cámara 15 de mezclado, en la que se crea un turbulencia mediante un chorro de agua caliente, o un chorro de agua caliente y aire, para mezclarse con un ingrediente de bebida que se alimenta a la cámara 15 de mezclado desde el cartucho 3 de ingredientes. Una cantidad adecuada de ingrediente de bebida se dosifica mediante una bomba de dosificación 17, que se interpone entre el cartucho 3 de ingredientes de bebidas y la cámara 15 de mezclado. La bomba de dosificación 17 puede ser una parte integral del cartucho 3 de suministro de ingredientes. La válvula 11 de selección incorpora una válvula de suministro de agua, representada esquemáticamente con el número 19 de referencia, así como un elemento selector, representado esquemáticamente con el número 21 de referencia. El elemento selector 21 se puede configurar para permitir la admisión de aire desde la bomba 13 de aire.

Como se ilustra además en la Figura 2, la máquina de preparación de bebidas puede comprender también un tanque de suministro de agua o un depósito 23 de compensación de agua, que puede estar en comunicación fluida con una salida de agua corriente 25. Las normas de seguridad pueden exigir que la caldera 5 esté provista de forma adicional de una válvula de alivio de presión 27, que, como se representa esquemáticamente en la Figura 2, puede abrir un conducto de retorno de sobrepresión 29 que se conecta al tanque 23 de agua. Como también se ilustra esquemáticamente en la Figura 2, la válvula 11 de selección puede abrir un conducto de derivación 31 que también se conecta al tanque 23 de agua. La válvula 11 de selección y la cámara 15 de mezclado se combinan convenientemente para proporcionar una unidad 33 de mezclado de ingredientes de bebidas. De manera esquemática, la Figura 2 ilustra también que la válvula 11 de selección, junto con la válvula 19 de suministro de agua y el elemento selector 21, incluye también una válvula de derivación 35 y una válvula de aire 37 que representan esquemáticamente la función de admisión de aire controlada desde la bomba 13 de aire. Además, se ilustra esquemáticamente en la Figura 2 que el elemento selector 21 permite la selección entre una primera posición en la que la caldera 5 de agua caliente está en comunicación fluida con la cámara 15 de mezclado a través de una boquilla relativamente grande 39 y una segunda posición en la que tanto la caldera 5 de agua y la bomba 13 de aire están en comunicación con la cámara 15 de mezclado a través de una boquilla relativamente pequeña 41. La cámara 15 de mezclado descarga una bebida tal como un café listo para consumir, desde su salida de bebida 43.

Con referencia ahora a las Figuras 3A y 3B, la unidad 33 de mezclado de ingredientes de bebidas se describirá en relación con una forma particular no limitativa de ejecución. La unidad 33 de mezclado de ingredientes de bebidas tiene un cuerpo 45 de válvula y un motor 47 de accionamiento de posicionamiento de válvula eléctrico. El cuerpo 45 de válvula está provisto además de una entrada 49 de agua para recibir agua caliente de la caldera 5 (no mostrada en las Figuras 3A y 3B, pero explicada con referencia a las Figuras 1 y 2). Paralelamente a la entrada 49 de agua, el cuerpo 45 de la válvula también tiene una entrada 51 de aire para recibir aire de la bomba 13 de aire (que se muestra en las Figuras 1 y 2), y una salida 53 de derivación de agua para su conexión al conducto de derivación 31 (se muestra en la Figura 2). La bomba 13 de aire puede ser convenientemente una bomba de diafragma, dispuesta para suministrar una sobrepresión de 0,2 a 0,3 bar. En el lado opuesto a las entradas 49, 51 de agua y aire, el cuerpo 45 de la válvula lleva también la cámara 15 de mezclado con la salida de bebida 43. La cámara 15 de mezclado incluye además una entrada de ingrediente de bebida 55. La entrada de ingredientes de bebidas 55 está adaptada para conectarse a un puerto de ingredientes del cartucho 3 de ingredientes de bebidas (Figura 1) de la manera que se describe en el documento WO 2015/102488. También con el fin de cooperar con el cartucho 3 de ingredientes del sistema 1 de bebidas, la unidad de mezclado de ingredientes de bebidas, según se muestra en las Figuras 3A y 3B, está de forma adicional provista de un motor 57 de velocidad gradual eléctrico, que impulsa un árbol 59 de accionamiento sobresaliente. El árbol 59 de accionamiento está adaptado para acoplarse a un puerto de transmisión del cartucho 3 de ingredientes (Figura 1) de la manera como se describe en el documento WO 2015/102488. La unidad de mezclado de ingredientes de bebidas también incluye orificios de montaje 61 para recibir sujeciones para permitir que se monte en la máquina de preparación de bebidas.

Las Figuras 4 y 5 son vistas en despiece de la unidad 33 de mezclado de ingredientes de bebidas de las Figuras 3A y 3B desde direcciones opuestas. Los números de referencia usados para describir las Figuras 3A y 3B se repiten en las Figuras 4 y 5, pero la descripción ahora se centrará en los componentes internos de la válvula de selección que se acomodan en el cuerpo 45 de la válvula. La entrada 49 de agua, la entrada 51 de aire y la salida 53 de derivación de agua son parte de un colector 63 que se recibe en una primera parte 45A del cuerpo de válvula y sobresale parcialmente hacia el exterior cuando se monta, como se ve mejor en la Figura 3B. El colector 63 está adaptado para recibir un primer elemento 65 de válvula exterior estacionario. Este primer elemento 65 de válvula exterior se mantiene en una posición estacionaria y está hecho de un material resistente al calor y al desgaste. En el presente ejemplo, el material resistente al calor y al desgaste es un material cerámico, pero en otra realización también podría reemplazarse por metal. El elemento 65 de válvula exterior incluye una abertura principal 67 para permitir el paso de agua caliente desde la entrada 49 de agua. El primer elemento 65 de válvula exterior tiene también aberturas superiores e inferiores 69, 71 algo más pequeñas. La abertura superior 69 a través del colector 63 está conectada a la entrada 51 de aire y la abertura inferior 71 está conectada a la salida 53 de derivación. Un segundo elemento 73 de válvula exterior estacionario está alojado de forma no móvil en una cavidad 75 de una segunda parte 45B del cuerpo de válvula. Este segundo elemento 73 de válvula exterior tiene una abertura central 77 para la comunicación fluida con la cámara 15 de mezclado. De nuevo, el segundo elemento 73 de válvula exterior es de un material resistente al calor y al desgaste, tal como preferiblemente un material cerámico, pero opcionalmente también ejecutable en un material metálico. Entre el primer y el segundo elementos 65, 73 de válvula exteriores se coloca un elemento selector móvil 21 y un elemento satélite 79. El elemento selector móvil 21 se compone de un soporte 81 que contiene un primer elemento 83 y del elemento selector un segundo elemento 85 del elemento selector. El primer y segundo elementos selectores 83, 85 están sujetos de forma inmóvil entre sí por el soporte 81. El soporte 81 adopta la forma de un sector móvil, que está soportado de forma móvil por la primera y segunda partes 45A, 45B del cuerpo de válvula por medio de un cubo 87. De este modo, el soporte 81 puede pivotar alrededor de un centro de giro 89, que coincide con el centro de giro del motor 47 de accionamiento de la válvula eléctrica. El motor 47 de accionamiento de la válvula puede ser convenientemente un motor de engranajes o un motor de velocidad gradual. El cubo 87 está conectado al motor 47 de accionamiento para que gire de este modo. Un brazo 93 de tope con una ventana central del mismo está también dispuesto alrededor de este centro de giro 89. Un sensor de tipo Hall 94 está dispuesto en el exterior de la segunda parte 45B del cuerpo de válvula para proporcionar información sobre las posiciones giratorias del soporte 81 del elemento selector 21. Esta información se transmite desde el sensor Hall 94 a una unidad de control central, que no se muestra pero es de tipo convencional.

Además con referencia a la Figura 6, que muestra los componentes típicos de la válvula de selección con mayor detalle, se verá que el soporte 81 tiene una ranura alargada 91 que permite el paso de una porción superior del brazo 93 de tope, como se describirá en detalle a continuación.

También es directamente evidente a partir de las Figuras 4 y 5 de los dibujos que la primera y la segunda partes 45A y 45B del cuerpo de válvula pueden mantenerse unidas mediante sujeciones estándar, tales como los pernos y las tuercas 97 ilustradas. De manera similar, el motor 57 de velocidad gradual con su árbol 95 de accionamiento sobresaliente se puede unir como un subconjunto a la segunda parte 45B del cuerpo por medio de tornillos 99.

Las Figuras 7A y 7B muestran el conjunto de elementos 71, 73, 79, 83, 85 de válvula aislados de los componentes del cuerpo de válvula y de los otros componentes del elemento selector de la disposición de la Figura 6. El primer elemento 65 de válvula exterior tiene su abertura principal 67 que funciona como un paso de agua caliente para recibir agua caliente desde la entrada 49 de agua (mostrada en las Figuras 4-6). La abertura superior 69 funciona como un paso de entrada de aire al recibir aire de la entrada 51 de aire a través del colector 63 (véanse Figuras 4 a 6). Un elemento 101 de sellado, como se ilustra en la Figura 6, asegura que el aire de la entrada 51 de aire sea guiado por el colector 63 hacia la abertura superior 69 del primer elemento 65 de válvula exterior. De manera similar, la abertura inferior 71 funciona para suministrar agua caliente a la salida 53 de derivación, como lo aseguran además el colector 63 y el elemento 101 de sellado.

Se ve además en las Figuras 7A y 7B que el primer elemento selector 83 en su superficie de contacto orientada hacia el primer elemento exterior 65 tiene un rebaje 103 para reducir el área de contacto entre el primer elemento selector 83 y el primer elemento exterior 65. Además, orientada también hacia el primer elemento exterior 65 hay una primera abertura de agua 105 y una segunda abertura reducida 107 que pasa a través del primer elemento selector 83. En el mismo lado del primer elemento selector 83 (Figura 7A) se disponen también una abertura 109 del canal de aire y un canal 111 de derivación rebajado. La abertura 109 del canal de aire se comunica con un canal 113 de aire en un lado opuesto del primer elemento selector 83 (Figura 7B).

El lado corriente abajo del primer elemento selector 83 visible en la Figura 7B se enfrenta a un lado corriente arriba del segundo elemento selector 85 visible en la Figura 7A. El lado del segundo elemento selector 85 visible en la Figura 7A tiene una entrada 115 de aguja de aire que se comunica con el canal 113 de aire del primer elemento selector 83. Una primera abertura 117 de agua más pequeña del segundo elemento selector 85 se comunica con la primera abertura de agua 105 del primer elemento selector 83, mientras que una segunda abertura de agua grande formada como un orificio 119 del segundo elemento selector 85 se comunica con la segunda abertura de agua 107 del primer elemento selector 83.

Como quedará claro a partir de la descripción anterior, el primer y segundo elementos selectores 83, 85 operan como un elemento común junto con el soporte 81 (Figuras 4-6). La ejecución como tres componentes individuales en este ejemplo es el resultado de los requisitos de material y la economía de fabricación. No obstante, sería posible combinar el primer y segundo elementos selectores 83, 85 en un solo componente, e incluso junto con el soporte 81 como un solo componente, cuando la impresión 3D permite imprimir un material adecuado. Sin embargo, en la presente disposición que utiliza material cerámico para los elementos selectores 83, 85 y plástico o metal para el elemento de soporte 81, es realmente conveniente utilizar una disposición con tres componentes individuales como se describe en el ejemplo actual.

Un lado corriente abajo del segundo elemento selector 85 visible en la Figura 7B se enfrenta a un lado corriente arriba del elemento satélite 79 visible en la Figura 7A. El lado de corriente abajo del segundo elemento selector 85 que se enfrenta al elemento satélite 79 está provisto de una aguja de aire 121 que se extiende centralmente dentro de una primera abertura 123 de agua. La primera abertura 123 de agua, que comunica con la primera abertura 117 de agua más pequeña en el lado corriente arriba del segundo elemento selector 85 (véase Fig. 7A). El segundo orificio 119 más grande del segundo elemento selector 85 se extiende ininterrumpidamente hacia el lado opuesto. Tanto la primera abertura 117 de agua como el orificio 119 del segundo elemento selector 85 se abren hacia un área de contacto elevada corriente abajo 125, que se enfrenta a un lado corriente arriba del elemento satélite 79.

El lado corriente arriba del elemento satélite 79 como se ve en la Figura 7A tiene una superficie sustancialmente plana desde la que la boquilla grande 39 y la boquilla pequeña 41 (ver también la Figura 2 esquemática) se extienden hasta el lado corriente abajo visible en la Figura 7B. El lado de corriente abajo del elemento satélite 79 también tiene un área de superficie elevada 127 para reducir el área de superficie de contacto, y además tiene un rebaje de ventilación 129 para un propósito que se describirá más adelante. El lado de corriente arriba del segundo elemento exterior 73, como se ve en la Figura 7^a , es de nuevo sustancialmente plano, pero la abertura central 77 se amplía con un canal 131 de ventilación. El lado de corriente abajo del segundo elemento exterior 73 también es plano y se apoya en la parte inferior de la cavidad 75 de la segunda parte 45B del cuerpo de válvula (véase Figura 6).

Como se muestra además en la Figura 6, la cavidad 75 que retiene el segundo elemento exterior 73 en una posición estacionaria, alinea también la abertura central 77 con una abertura 133 de entrada de la cámara 15 de mezclado (véase también Figura 4).

Las Figuras 8A y 8B muestran dos posiciones de extremo del elemento satélite 79 en relación al soporte 81 del elemento selector 21. En la posición ilustrada en la Figura 8A, el elemento satélite 79 está en una posición en la que su pequeña boquilla 41 está alineada con la aguja de aire 121 del segundo elemento selector 85. En la Figura 8B se ilustra una posición en la que la boquilla grande 39 del elemento satélite 79 está alineada con el orificio 119 del segundo elemento selector 85. Más visible en las Figuras 8A y 8B hay una leva 135, que se extiende desde el cubo 87. El soporte 81 tiene también primer y segundo cortes 137, 139 opuestos bien definidos. Además, se puede ver en las Figuras 8A y 8B que el elemento satélite 79 también tiene un rebaje radial 141.

El primer y segundo cortes 137, 139 permiten que el soporte 81 gire más allá del primer y segundo topes 143, 145 de extremo que se muestran en la Figura 6. Si bien el primer y segundo topes 143, 145 de extremo de la segunda parte 45B del cuerpo de válvula no interfieren con el soporte 81, cada uno de los mismos se acopla por el elemento satélite 79. Cuando el elemento satélite 79 golpea uno de los topes de extremo, detiene indirectamente el movimiento del soporte 81, porque solo hay una cantidad limitada predefinida de movimiento relativo libre posible con respecto al elemento satélite 79. Este aspecto particular de la invención se describirá ahora con referencia a las Figuras 9, 10A y 10B.

La Figura 9 es una sección transversal longitudinal fragmentaria de la válvula de selección de la Figura 6 en su condición ensamblada. El número de referencia repetido en las Figuras de los dibujos descritos anteriormente indica las posiciones relativas de los diversos elementos.

También se indica en la Figura 9 una línea X - X a través de la que se toman las secciones transversales de las Figuras 10A y 10B.

La Figura 10A muestra una posición bloqueada del elemento satélite 79 provocada por el brazo 93 de tope que está desviado por el resorte en su posición más alta. En la posición más alta del brazo 93 de tope, un retén 147 del mismo puede acoplarse con el rebaje radial 141. El retén 147 está formado en una porción del brazo 93 de tope que se extiende a través de la ranura alargada 91 en el soporte 81. En la Figura 10A se muestra también que el elemento satélite 79 se apoya contra el segundo tope 145 de extremo y que el soporte 81 se ha movido más allá de este segundo tope 145 de extremo. No obstante, en la posición que se muestra en la Figura 10A, cualquier movimiento adicional del soporte 81 más allá del tope 145 de extremo está inhibido por el elemento satélite 79 que también ha alcanzado una de sus posiciones de extremo con respecto al soporte 81. En esta posición, la pequeña boquilla 41 del elemento satélite 79 está alineada con la abertura 133 de entrada de la cámara de mezclado (visible en la Figura 6).

En la Figura 10B se muestra que la leva 135 del soporte 81 ha movido el retén 147 fuera del rebaje radial 141 moviendo el brazo 93 de tope contra su empuje de resorte. En la posición de la Figura 10A, el soporte 81 puede mover el elemento satélite 79 en sentido levógiro del reloj para su acoplamiento final con el primer tope 143 de extremo.

Por lo tanto, los movimientos habilitados por los mecanismos descritos anteriormente permiten varias posiciones de la válvula selectora 21 que ahora se ilustrarán mediante las Figuras 11 a 15. Las Figuras 11 a 15 son secciones transversales longitudinales isométricas sobre la dirección de flujo principal del conjunto sucesivo de elementos de válvula como ya se ha representado en las Figuras 7A y 7B.

La Figura 11 representa una posición de “ Crema” de la válvula de selección para generar un chorro de agua hueco con un núcleo formado por aire a presión. Para la posición de “ Crema” , el elemento selector 21 está en una de sus posiciones de extremo opuestas con el elemento satélite 79 haciendo tope en el segundo tope 145 de extremo, y el soporte 81 del elemento selector 21 haciendo tope en el elemento satélite 79. En la posición de “ Crema” , tanto la abertura principal 67 como la abertura superior 69 del primer elemento 65 de válvula exterior permiten, respectivamente, que el agua caliente de la entrada 49 de agua y el aire de la entrada 51 de aire estén en comunicación fluida con la abertura central 77 del segundo elemento de válvula exterior 73. Esta posición denominada “ Crema” está prevista para producir bebidas con espuma, tales como café con una capa de crema. Con los elementos de la válvula en la posición de 'Crema', se bombea aire, se bombea agua a través de un orificio de 0,95 mm de la aguja dentro de la primera abertura 123 de agua en el segundo elemento selector 85, y la cámara 15 de mezclado que forma una cámara de turbulencia se abre. Como también se ve en la Figura 11 (y en la Figura 9), la aguja está suministrando aire desde la abertura superior 69 del primer elemento 65 de válvula exterior. El extremo abierto libre de la aguja en la abertura 123 de agua del segundo elemento selector 85 termina en o a una corta distancia corriente arriba del plano común de contacto entre el segundo elemento selector 85 y el elemento satélite 79. Preferiblemente, el extremo abierto de la aguja está separado del plano de contacto entre el segundo elemento selector 85 y el elemento satélite 79 entre 0 y 2 mm, y más preferiblemente entre 0 y 1 mm. Asimismo, la abertura de aguja en la posición de “ Crema” está exactamente centrada con respecto a la pequeña boquilla 41 en el elemento satélite 79, y la boquilla tiene un diámetro de 0,95 mm. La aguja en este ejemplo tiene un diámetro de abertura interior de 0,26 mm y un diámetro exterior de 0,46 mm. Con el aire que fluye desde el diámetro interior de la aguja a una presión entre 0,2 y 0,3 bar, y el agua que fluye a través del diámetro de boquilla entre 1,3 y 1,4 bar, se obtiene un chorro hueco que evita el reflujo en el canal de aire, al tiempo que crea una calidad de espuma mejorada de la bebida que sale de la cámara 15 de mezclado. El movimiento relativo entre los elementos cerámicos de la válvula corta también continuamente cualquier partícula de cal que de otro modo podría correr el riesgo de obstruir la pequeña boquilla 41.

La Figura 12 representa la posición de “ Cerrado” de la válvula de selección. En esta posición cerrada, ni el agua caliente de la entrada 49 ni el aire de la entrada 51 de aire pueden fluir más allá de la abertura principal 67 o la abertura superior 69, que están bloqueadas por el primer elemento selector 83. Con los elementos de válvula en la posición de 'Cerrado', la entrada de aire está cerrada, la entrada de agua está cerrada y la cámara de turbulencia formada por la cámara 15 de mezclado está cerrada. La posición de 'Cerrado' se puede utilizar en la limpieza para llenar la cámara de turbulencia.

En la posición de la Figura 13, la válvula selectora está también cerrada pero ventilada por el aire de ventilación que entra al rebaje 119 de ventilación y pasa a través del canal 131 de ventilación en el elemento satélite 79 hacia la abertura central 77 del segundo elemento exterior 73. En esta posición de “ Ventilación” , la cámara de mezclado puede drenarse sola. Con los elementos de válvula en la posición de 'Ventilado', la entrada de aire está cerrada, la entrada de agua está cerrada y la cámara de turbulencia está ventilada. La posición de 'ventilación' se puede usar para vaciar los tubos dispensadores de la salida de bebida 43 en cada extremo de un ciclo de dispensación.

Una ventaja de tener opciones de válvula cerrada en variantes con ventilación, así como sin ventilación, es que se puede usar una pluralidad de válvulas y cámaras de mezcla en un solo sistema de bebidas. Por ejemplo, se pueden proporcionar unidades de preparación de bebidas para ingredientes de café y leche. En la posición cerrada, se puede mantener la presión del agua en la unidad de café, mientras la unidad de leche está en operación, y viceversa.

La Figura 14 ilustra una posición de “ Derivación” de la válvula de selección, cuando el elemento selector 21 está en una posición intermedia. En esta posición de “ Derivación” , la abertura inferior 71 del primer elemento exterior 67 está alineada con el canal 111 de derivación rebajado del primer elemento selector 83. Esto permite que el agua caliente de la entrada 49 de agua caliente pase a través de la abertura principal 67 del primer elemento 65 de válvula exterior al canal 111 de derivación del primer elemento selector 83, y desde allí a través de la abertura inferior 71 del primer elemento 65 de válvula exterior hacia la salida 53 de derivación. La ventilación a través del hueco de ventilación 129 y el canal 131 de ventilación es también posible en la posición de “ Derivación” de la Figura 14. Con los elementos de válvula en la posición de 'Derivación', la entrada de aire está cerrada, la entrada de agua está en comunicación fluida con el tanque de suministro de agua y la cámara de turbulencia (cámara 15 de mezclado) está cerrada. La posición 'Derivación' se puede utilizar como posición predeterminada.

La Figura 15 muestra la posición de “ Café solo” de la válvula de selección, cuando el elemento satélite 79 del elemento selector 21 hace tope con el primer tope 143 y el soporte 81 hace tope, a su vez, con el elemento satélite 79. En esta posición, se permite un flujo de agua caliente desde la abertura principal 67 del primer elemento 65 de válvula exterior directamente a la abertura central 77 del segundo elemento de válvula exterior 73. En esta posición, el flujo de aire está bloqueado por la abertura superior 69 del primer elemento exterior 65 que está cerrada por el primer elemento selector 83. El flujo desde la abertura principal 67 a la abertura central 77 es a través de las aberturas sin restricciones alineadas del primer elemento selector 83, el segundo elemento selector 85 y el elemento satélite 79. Con los elementos de válvula en la posición de 'Café Solo', la entrada de aire se cierra, el agua se bombea a través de un orificio más grande de 5 mm y la cámara de turbulencia se cierra. La posición de 'Café Solo' se puede utilizar para obtener bebidas sin espuma, tal como en particular el café solo.

En consecuencia, se describe una válvula (11) de selección, en particular para máquinas de preparación de bebidas, que comprende un cuerpo (45) de válvula, una entrada (49) de agua caliente en el cuerpo de válvula, una entrada (51) de aire en el cuerpo de válvula, y al menos una primera salida en el cuerpo de la válvula (abertura central 77 y abertura 133 de entrada de la cámara de mezclado integrada). En el ejemplo descrito anteriormente, la cámara de mezclado está integrada en el cuerpo de la válvula y, por ende, la abertura (133) de entrada de la cámara de mezclado funciona como la primera salida del cuerpo de la válvula. Quedará claro para el experto en la materia que también puede haber una conexión separada desde la primera salida del cuerpo de la válvula hasta una abertura de entrada de la cámara de mezclado. Un elemento selector (21) está montado de forma móvil con respecto al cuerpo (45) de la válvula para moverse entre una primera posición en la que la entrada (49) de agua caliente está en comunicación fluida con la al menos primera salida (77, 133), y una segunda posición en la que tanto la entrada de agua caliente como la entrada (51) de aire están en comunicación fluida con la al menos primera salida (77, 133). La válvula (11) de selección comprende además un elemento satélite (79) asociado con el elemento selector (21). El elemento satélite (79) se dispone para tener una cantidad limitada predefinida de movimiento libre relativo con respecto al elemento selector (21) para permitir que el elemento satélite se coloque con independencia del elemento selector. El movimiento relativo del elemento satélite (79), dentro de su cantidad limitada predefinida de movimiento libre relativo, se encuentra entre la primera y la segunda posición del elemento selector (21). También se incluye una unidad (33) de mezclado de ingredientes de bebidas que comprende la válvula (11) de selección, una máquina de preparación de bebidas que incluye la válvula (11) de selección y/o la unidad (33) de mezclado de ingredientes de bebidas y un sistema (1) de preparación de bebidas que comprende la máquina de preparación de bebidas y un cartucho (3) de suministro intercambiable de ingredientes de bebidas.

Se cree, por tanto, que el funcionamiento y la estructura de la presente invención resultarán evidentes a partir de la descripción anterior y los dibujos adjuntos a las mismas. A efectos de claridad y de una descripción concisa, en la presente descripción se describen características como parte de las mismas realizaciones o realizaciones separadas, no obstante, se entenderá que el alcance de la invención puede incluir realizaciones que tienen combinaciones de todas o algunas de las características descritas. Resultará evidente para el experto en la técnica que la invención no se limita a ninguna realización descrita en la presente descripción y que son posibles modificaciones a considerar dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Además, se considera que las inversiones cinemáticas están inherentemente descritas y pueden estar dentro del alcance de la invención. En las reivindicaciones, cualquier signo de referencia no deberá considerarse como limitante de la reivindicación. Las expresiones 'que comprende' y 'que incluye', cuando se usan en esta descripción o en las reivindicaciones adjuntas, no deben considerarse en un sentido exclusivo o exhaustivo, sino en un sentido inclusivo. Por lo tanto, como se usan en la presente memoria, expresiones como 'que incluye' o 'que comprende' no excluyen la presencia de otros elementos, de una estructura adicional o de actos o etapas adicionales además de los mencionados. Además, las palabras 'un' y 'uno' no deberán considerarse como limitadas a 'solo uno', sino que se utilizan para significar 'al menos uno' y no excluyen una pluralidad. Las características que no se describen o reivindican específicamente o explícitamente también pueden incluirse en la estructura de la invención sin apartarse de su alcance. Expresiones tales como: “ medios para ...” deben interpretarse como: “ componente configurado para ...” o “ elemento construido para ...” y deben considerarse que incluyen equivalentes de las estructuras descritas. El uso de expresiones como: “ crítico” , “ preferido” , “ especialmente preferido” , etc., no pretenden limitar la invención. En la medida que la estructura, el material o los actos se consideran esenciales, los mismos no se indican expresamente como tales. Las adiciones, eliminaciones y modificaciones dentro del ámbito del experto en la técnica pueden realizarse generalmente sin apartarse del alcance de la invención, tal como determinan las reivindicaciones.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

   i. Válvula de selección, en particular para máquinas de preparación de bebidas, que comprende:

   un cuerpo (45) de válvula;

   una entrada (49) de agua caliente en el cuerpo (45) de la válvula;

   una entrada (51) de aire en el cuerpo (45) de válvula;

   al menos una primera salida (77, 133) en el cuerpo (45) de válvula;

   un elemento selector (21) montado de forma móvil con respecto al cuerpo (45) de la válvula para moverse entre una primera posición en la que la entrada (49) de agua caliente está en comunicación fluida con la al menos primera salida, y una segunda posición en la que tanto la entrada (49) de agua caliente como la entrada (51) de aire están en comunicación fluida con la al menos primera salida (77, 133),

   que comprende además un elemento satélite (79) asociado con el elemento selector (21), en donde el elemento satélite (79) tiene una cantidad limitada predefinida de movimiento libre relativo con respecto al elemento selector (21) para permitir que el elemento satélite (79) se coloque con independencia del elemento selector (21) entre la primera y la segunda posiciones del mismo, dentro de la cantidad limitada predefinida de movimiento libre relativo.
2. 2. Válvula de selección según la reivindicación 1, en donde la segunda posición del elemento selector (21) permite que el agua a presión y el aire a presión salgan de la al menos primera salida (77, 133) como un chorro hueco que tiene una porción de líquido exterior que se extiende en la dirección de flujo del chorro y una porción de aire interior que se extiende en la dirección de flujo del chorro, en donde la porción de líquido exterior rodea la porción de aire interior.
3. 3. Válvula de selección según la reivindicación 1 o 2, en donde en el cuerpo (45) de la válvula se proporciona una segunda salida que está configurada como una derivación para el agua caliente que entra en la entrada (49) de agua caliente.
4. 4. Válvula de selección según la reivindicación 1, 2 o 3, que comprende además un primer elemento (65) de válvula exterior estacionario sostenido por el cuerpo (45) de válvula adyacente a la entrada (49) de agua caliente.
5. 5. Válvula de selección según la reivindicación 4, en donde el primer elemento (65) de válvula exterior incluye una abertura principal.
6. 6. Válvula de selección según una de las reivindicaciones 4 o 5, en donde el primer elemento (65) de válvula exterior es un elemento de válvula de cerámica.
7. 7. Válvula de selección según una de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además un segundo elemento (73) de válvula exterior estacionario sostenido por el cuerpo (45) de válvula adyacente a la al menos primera salida (77, 133).
8. 8. Válvula de selección según una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el elemento selector (21) está dispuesto para su movimiento corredizo con respecto al cuerpo (45) de válvula.
9. 9. Válvula de selección según una de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el elemento selector (21) incluye un soporte (81), en donde el elemento satélite (79) está dispuesto preferiblemente para acoplarse para su movimiento por el soporte.
10. 10. Válvula de selección según la reivindicación 9, en donde el elemento selector (21) incluye un primer elemento selector (83) montado de forma inamovible en el soporte (81).
11. 11. Unidad de mezclado de ingredientes de bebidas que comprende la válvula de selección de una de las reivindicaciones anteriores 1 a 10, en donde la unidad (33) de mezclado de ingredientes de bebidas incluye preferiblemente una cámara (15) de mezclado en comunicación fluida con una entrada de ingredientes de bebidas.
12. 12. Máquina de preparación de bebidas que incluye la válvula de selección de una de las reivindicaciones 1 a 10, y la unidad de mezclado de ingredientes de bebidas de la reivindicación 11.
13. 13. Sistema de preparación de bebidas que comprende la máquina de preparación de bebidas de la reivindicación 12 y un cartucho (3) de suministro intercambiable de ingredientes de bebidas, en donde el cartucho (3) de suministro de ingredientes incluye preferiblemente un dosificador.
14. 14. Sistema de preparación de bebidas según la reivindicación 13, en donde el cartucho de suministro de ingredientes tiene un puerto de salida de fluido y un puerto de accionamiento adyacente al puerto de salida de fluido.
15. 15. Sistema de preparación de bebidas según la reivindicación 14, cuando se combina con la unidad de mezclado de ingredientes de bebidas de la reivindicación 11, en donde la unidad (33) de mezclado de ingredientes de bebidas incluye una cámara (15) de mezclado en comunicación fluida con una entrada de ingredientes de bebidas, en donde la unidad (33) de mezclado de ingredientes de bebidas incluye además una unidad (57) de motor paso a paso para accionar un árbol (59) de accionamiento sobresaliente adyacente a la entrada de ingredientes de bebidas,

    en donde el puerto de salida de fluido del cartucho (3) de suministro de ingredientes se conecta a la entrada de ingredientes de la cámara (15) de mezclado, y en donde el puerto de accionamiento del cartucho de suministro de ingredientes se conecta al árbol (59) de accionamiento sobresaliente para permitir la activación del dosificador en la dosificación del ingrediente de bebida a la cámara (15) de mezclado.