ITTO20080755A1

ITTO20080755A1 - Gruppo infusore

Info

Publication number: ITTO20080755A1
Application number: IT000755A
Authority: IT
Inventors: Gian Mauro Gambaudo
Original assignee: Sgl Italia S R L Con Unico Socio
Priority date: 2008-10-14
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2010-04-15
Also published as: WO2010043952A1; ES2400834T3; EP2369963A1; EP2369963B1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“GRUPPO INFUSORE”

La presente invenzione è relativa ad un gruppo infusore per la preparazione di bevande.

In particolare, la presente invenzione è relativa ad un gruppo infusore comprendente una pluralità di elementi componenti a loro volta comprendenti una caldaia ed una pompa; ed un circuito idraulico collegante fra loro gli elementi componenti e comprendente mezzi valvolari di controllo e di scarico.

Sebbene il gruppo infusore della presente invenzione sia utilizzabile per la preparazione di un rilevante numero di differenti bevande, la descrizione che segue farà riferimento, senza per questo perdere in generalità, ad un gruppo infusore per la preparazione di caffè a partire da caffè in polvere contenuto o meno in una capsula.

Scopo della presente invenzione è di fornire un gruppo infusore del tipo sopra descritto, il quale presenti una struttura semplificata al massimo tramite riduzione al minimo del numero degli elementi che compongono il citato circuito idraulico.

Secondo la presente invenzione viene fornito un gruppo infusore secondo quanto licitato nella rivendicazione 1 e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni successive dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 1.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano degli esempi di attuazione non limitativi, in cui:

- la figura 1 illustra schematicamente una prima preferita forma di attuazione del gruppo infusore della presente invenzione;

- la figura 2 illustra in sezione assiale un particolare della figura 1;

- la figura 3 illustra schematicamente una seconda preferita forma di attuazione del gruppo infusore della presente invenzione;

- le figure 4 e 5 illustrano in sezione assiale rispettivi particolari della figura 3;

- la figura 6 illustra schematicamente una terza preferita forma di attuazione del gruppo infusore della presente invenzione; e

- le figure 7 e 8 illustrano in sezione assiale rispettivi particolari della figura 6.

Nella figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un gruppo infusore per una macchina da caffè espresso.

Il gruppo infusore 1 comprende una pluralità di elementi componenti quali un serbatoio 2 per dell’acqua di infusione provvisto inferiormente di una valvola 3 comunicante con l’interno del serbatoio 2 e presentante una uscita 4 ed un ingresso 5; una pompa 6, preferibilmente una pompa elettromagnetica; una caldaia 7 di tipo noto presentante un ingresso 8 per l’acqua, una prima uscita (non illustrata) collegata, in modo noto, ad una camera 9 di infusione attraverso il pistone di un cilindro idraulico 10 di chiusura della camera 9 di infusione stessa, ed una seconda uscita collegata ad un erogatore 11 di vapore controllato da un rubinetto 12; un contenitore 13 di scarto ed un circuito idraulico 14 di collegamento degli elementi componenti sopra elencati fra loro.

Il circuito idraulico 14 comprende un gruppo valvolare 15 multi-funzione realizzato di materiale plastico stampato ed una valvola di scarico 16.

Secondo quanto meglio illustrato nella figura 2, il gruppo valvolare 15 comprende una base 17 allungata, la quale presenta internamente un collettore 18, che si estende lungo un asse longitudinale 19 ed è provvisto, ad una estremità, di un raccordo 20, mentre all’altra estremità è cieco. Lateralmente al collettore 18, la base 17 presenta da una parte un piede 21 di attacco ad un telaio fisso noto e non illustrato e, dall’altra parte, tre cavità radiali, di cui la prima, disposta in posizione adiacente al raccordo 20, definisce un ulteriore raccordo 22 comunicante con il collettore 18 attraverso un foro radiale 23 e chiuso a tenuta tramite un tappo 22a, mentre le altre due, indicate rispettivamente con 24 e 25, comunicano con il collettore 18 attraverso un foro radiale 26 e, rispettivamente, un foro radiale 27 disposti in successione lungo il collettore 18 da banda opposta del foro radiale 23 rispetto al raccordo 20.

Il gruppo valvolare 15 comprende, inoltre, un coperchio 28 a sua volta comprendente una piastra 29 parallela all’asse longitudinale 19 e provvista da una parte di due appendici tubolari 30 e 31, di cui l’appendice tubolare 30 è inserita a tenuta di fluido, tramite l’interposizione di un O-ring e della periferia esterna di un piattello 32 forato, all’interno della cavità radiale 24 per definire una camera 33 suddivisa dal piattello 32 trasversalmente in due parti, di cui una comunica con il collettore 18 attraverso il foro radiale 26 e l’altra comunica con l’esterno tramite un condotto estendentesi attraverso la piastra 29 ed un raccordo 34. Il passaggio di fluido attraverso i fori del piattello 32 e dal collettore 18 verso l’esterno è regolato da un cappuccio elastico, di tipo noto, che definisce, con il piattello 32 e la camera 33, una valvola 35 unidirezionale di sfiato o di autoadescamento di tipo noto, la quale è atta a permettere un flusso fluido dal collettore 18 verso l’esterno quando la pressione all’interno del collettore 18 si mantiene al disotto di un valore determinato.

L’appendice tubolare 31 è provvista internamente di appendici assiali 36 ed è inserita a tenuta di fluido, tramite l’interposizione della periferia esterna di una membrana 37 forata, all’interno della cavità radiale 25 per definire una camera 38 suddivisa dalla membrana 37 trasversalmente in due parti, di cui una comunica con il collettore 18 attraverso il foro radiale 27 e l’altra comunica con l’esterno tramite un condotto estendentesi attraverso la piastra 29 ed un raccordo 39. La membrana 37 appoggia, a riposo, a contatto della estremità delle appendici 36, ed il passaggio di fluido attraverso i fori della membrana 37 è regolato da un cappuccio elastico definente, con la membrana 37 e la camera 38, una valvola 40 unidirezionale di tipo noto, la quale è atta a permettere un flusso fluido unicamente dal collettore 18 verso l’esterno.

Il coperchio 28 è reso solidale alla base 17 tramite l’inserimento a scatto di un elemento di bloccaggio 41 conformato come un doppio anello Seger e presenta una porzione di estremità, la quale sporge a sbalzo oltre l’estremità della base 17 opposta a quella portante il raccordo 20 e presenta, al proprio interno, una camera 42, la quale è parallela all’asse longitudinale 19, comunica, ad una estremità, con la parte della camera 38 comunicante con il raccordo 39, è chiusa, all’altra estremità, da un tappo 43 e comunica lateralmente con l’esterno tramite un condotto estendentesi attraverso la piastra 29 ed un raccordo 44 parallelo ai raccordi 34 e 39. All’interno della camera 42 è montato scorrevole, contro la spinta di una molla, un equipaggio mobile o spillo 45, che definisce, con la camera 42, una valvola 46 uni-direzionale di sovrapressione o scarico, la quale chiude normalmente il collegamento fra le camere 38 e 42 e pone il raccordo 39 in comunicazione con il raccordo 44 solo quando la pressione all’interno del raccordo 39 supera un determinato valore.

Secondo quanto illustrato nella figura 1, il circuito idraulico 14 comprende un condotto 47 collegante fra loro l’uscita 4 del serbatoio 2 ed un ingresso della pompa 6; un condotto 48 collegante fra loro una uscita della pompa 6 ed il raccordo 20 di ingresso del collettore 18 del gruppo valvolare 15; un condotto 49 collegante fra loro il raccordo 39 del gruppo valvolare 15 e l’ingresso 8 della caldaia 7; un condotto 50 controllato dal rubinetto 12 e collegante fra loro una uscita della caldaia 7 e l’erogatore 11 di vapore; un condotto 51, il quale collega fra loro una ulteriore uscita della caldaia 7 ed un ingresso del cilindro idraulico 10 e si protende, in modo noto e non illustrato, attraverso una valvola tarata (non illustrata) ed attraverso il pistone del cilindro idraulico 19 per raggiungere la camera 9 di infusione; un condotto 52 collegante fra loro una uscita del cilindro idraulico 10 e un ingresso della valvola 16 di scarico; un condotto 53 collegante fra loro una uscita della valvola 16 di scarico ed il contenitore 13 di scarto; e due condotti 54 e 55 colleganti i raccordi 34 e, rispettivamente, 44 a rispettivi ingressi di un raccordo 56 a Y, una cui uscita è collegata al contenitore 13 di scarto attraverso un condotto 57.

In uso, l’acqua prelevata dalla pompa 6 dal serbatoio 2 attraverso il condotto 47, viene inviata in pressione dalla pompa 6 al collettore 18 attraverso il condotto 48 ed il raccordo 20. L’aria eventualmente presente all’interno della pompa 6, del condotto 48 e del collettore 18 spurga attraverso la valvola 35, la quale consente l’autoadescamento automatico della pompa 6. Quando la pressione sale all’interno del collettore 18, la valvola 35 si chiude permettendo all’acqua di raggiungere la caldaia 7 attraverso il raccordo 39 ed il condotto 49.

Preferibilmente, la valvola 35 viene realizzata in modo da permettere, nella sua posizione di chiusura, un lento sgocciolamento verso l’ingresso 5 del serbatoio 2 lungo i condotti 54 e 57 ed il raccordo 56 e garantire, in questo modo, lo spurgo continuo del condotto 48 e della pompa 6.

L’acqua calda in pressione in uscita dalla caldaia 7 perviene all’ingresso del cilindro idraulico 10 determinando in primo luogo la chiusura della camera 9 di infusione e, quindi, l’infusione della polvere di caffè presente nella camera di infusione con conseguente realizzazione della bevanda caffè, che fuoriesce all’esterno attraverso un becco di uscita della camera 9 di infusione stessa.

Una volta prodotta la bevanda, la pompa 6 viene disattivata determinando una caduta di pressione all’interno del cilindro idraulico 10 con conseguente arretramento del relativo pistone e fuoriuscita di acqua, che viene alimentata alla valvola di scarico 16 attraverso il condotto 52. L’arresto della pompa 6 determina l’apertura della valvola di scarico 16, fino a quel momento chiusa, in modo da permettere all’acqua in uscita dal cilindro idraulico 10 di raggiungere il contenitore 13 di scarto attraverso la valvola di scarico 16 stessa ed il condotto 53.

Nel caso in cui, per una qualsiasi causa, la pressione all’interno della caldaia 7 e, quindi, all’interno del condotto 49 e del raccordo 39, dovesse salire oltre un valore limite determinato, la valvola 46 si apre permettendo il deflusso dell’acqua verso l’ingresso 5 del serbatoio 2 attraverso il raccordo 44, il condotto 55, il raccordo 56 ed il condotto 57.

Il gruppo infusore 1 della figura 3 è molto simile al gruppo infusore 1 della figura 1 e, per motivi di semplicità, le sue parti componenti sono contraddistinte, ove possibile, con gli stessi numeri di riferimento che contraddistinguono le corrispondenti parti del gruppo infusore 1 della figura 1.

La differenza fra i gruppi infusori 1 delle figure 1 e 3 è costituita essenzialmente dal fatto che la valvola di scarico 16 della figura 1 è sostituita, nella figura 3, da una valvola di scarico 116 automatica ad azionamento idraulico, ed il gruppo valvolare 15 (figura 4) è privo del tappo 22a.

Secondo quanto meglio illustrato nella figura 5, la valvola di scarico 116 comprende un corpo cavo 58 presentante un asse 59 e limitato, ad una sua estremità, da una superficie perpendicolare all’asse 59 ed attraverso la quale è ricavata una cavità 60 cilindrica coassiale all’asse 59. La cavità 60 comunica radialmente con l’esterno attraverso il condotto interno di un raccordo 61 radiale e presenta una superficie di fondo, attraverso la quale è ricavata una ulteriore cavità 62 cilindrica, che è coassiale all’asse 59 e presenta un diametro interno inferiore a quello della cavità 60. La cavità 62 comunica radialmente con l’esterno attraverso il condotto interno di un raccordo 63 radiale e presenta una superficie di fondo, attraverso la quale si apre un condotto 64 cieco, che è coassiale all’asse 59, presenta diametro interno inferiore a quello della cavità 62 e comunica radialmente con l’esterno attraverso il condotto interno di un raccordo 65 radiale.

La valvola di scarico 116 comprende, inoltre, un tappo 66 cavo, il quale è coassiale all’asse 59, impegna a tenuta di fluido la cavità 60, definisce una camera 67 interna alla cavità 60 ed è bloccato assialmente rispetto al corpo cavo 58 tramite un elemento di bloccaggio 68. Il tappo 66 comprende, all’esterno del corpo cavo 58, un piede 69 di attacco ad un telaio non illustrato e presenta, alla propria estremità rivolta verso la cavità 62 e disposta all’altezza del raccordo 61, una corona di petali assiali, ciascuno dei quali è inserito fra due petali assiali adiacenti di un corpo anulare 70 per mantenere il corpo anulare 70 a contatto della superficie di fondo della cavità 60 e definire una zona anulare di comunicazione permanente fra il raccordo 61 e la camera 67. Il corpo anulare 70 penetra parzialmente all’interno della cavità 62 e costituisce un elemento di fine-corsa per un otturatore 71 di una valvola 72 normalmente aperta ed atta a chiudere la comunicazione fra i raccordi 65 e 63 quando la pressione all’interno della camera 67 supera un valore determinato.

Nel circuito idraulico 14 della figura 3, un condotto 73 collega fra loro i raccordi 22 e 61, mentre il condotto 52 collega fra loro l’uscita del cilindro idraulico 10 ed il raccordo 65, ed il condotto 53 collega il raccordo 63 al contenitore 13 di scarto.

In uso, il gruppo infusore 1 della figura 3 si comporta come il gruppo infusore 1 della figura 1 con l’unica differenza che parte dell’acqua in pressione alimentata dalla pompa 6 al collettore 18 viene inviata, attraverso il raccordo 22, il condotto 73 ed il raccordo 61, all’interno della camera 67 e determina la chiusura della valvola 72 in modo da impedire lo scarico del cilindro idraulico 10 durante tutta l’infusione. Quando la pompa 6 viene arrestata, la pressione all’interno della camera 67 diminuisce con conseguente apertura della valvola 72 e scarico del cilindro idraulico 10 attraverso il condotto 52, il raccordo 65, il condotto 64, la cavità 62, il raccordo 63 ed il condotto 53.

Il gruppo infusore 1 della figura 6 è molto simile al gruppo infusore 1 della figura 3 e, per motivi di semplicità, le sue parti componenti sono contraddistinte, ove possibile, con gli stessi numeri di riferimento che contraddistinguono le corrispondenti parti del gruppo infusore 1 della figura 3.

La differenza fra i gruppi infusori 1 delle figure 3 e 6 è costituita essenzialmente dal fatto che la valvola di scarico 116 della figura 3 costituisce parte, nella figura 6, di un gruppo valvolare 216, il quale, secondo quanto illustrato nella figura 8, comprende la valvola di scarico 116 e la valvola 35, che viene eliminata sul gruppo valvolare 15 e realizzata sul gruppo valvolare 216.

A questo scopo, il piattello 32 forato del corpo valvolare 15 della figura 4 viene sostituito, nel corpo valvolare 15 della figura 7, da un piattello 32a senza fori in modo da chiudere in maniera permanente la comunicazione fra il collettore 18 ed il raccordo 34.

Inoltre, secondo quanto illustrato nella figura 8, il tappo 66 della figura 5 viene modificato ricavando, all’interno del piede 69 di attacco, un condotto 74 assiale comunicante da una parte con la camera 67 e dall’altra con l’esterno attraverso un raccordo 75 radiale. Infine, secondo quanto illustrato nella figura 8, il tappo 66 della figura 5 viene ulteriormente modificato tramite eliminazione della sua corona di petali assiali e la sostituzione della stessa con il piattello 32 forato provvisto di cappuccio elastico di controllo e definente, con la camera 67, la valvola 35 unidirezionale di sfiato o di auto-adescamento.

Il circuito idraulico 14 della figura 6 differisce dal circuito idraulico 14 della figura 3 solo per il fatto che, nella figura 6, il condotto 54 collega fra loro i raccordi 75 e 56.

In uso, il gruppo infusore 1 della figura 6 ha un funzionamento identico a quello del gruppo infusore 1 della figura 3, con l’unica differenza che, quando l’acqua comincia a fluire lungo il condotto 48 di mandata della pompa 6, l’aria presente nel condotto 48 e nel collettore 18 fuoriesce dal raccordo 22 e perviene alla valvola 35, attraverso la quale viene scaricata verso il serbatoio 2. Quando l’aria è stata tutta scaricata, l’acqua in pressione agisce direttamente sulla valvola 35 determinandone la chiusura. Anche in questo caso, la valvola 35 può essere disegnata in modo tale da garantire un leggero sgocciolamento durante tutto il tempo di infusione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo infusore comprendente una pluralità di elementi componenti a loro volta comprendenti una caldaia (7) ed una pompa (6); ed un circuito idraulico (14) collegante fra loro gli elementi componenti e comprendente mezzi valvolari di controllo e di scarico; il gruppo infusore (1) essendo caratterizzato dal fatto che i mezzi valvolari di controllo e di scarico comprendono un gruppo valvolare (15) multi-funzione a sua volta comprendente un collettore (18), il quale presenta un raccordo di ingresso (20) di acqua in pressione in uscita dalla pompa (6); un raccordo di uscita (39) collegato alla caldaia (7); una prima valvola (40) di non ritorno interposta fra il raccordo di ingresso (20) ed il raccordo di uscita (39) per permettere all’acqua di fluire solo verso il raccordo di uscita (39); ed una seconda valvola (46) di sovrapressione comunicante con la caldaia (7) attraverso il raccordo di uscita (39).
2. Gruppo infusore secondo la rivendicazione 1, in cui gli elementi componenti comprendono, inoltre, una camera (9) di infusione atta ad accogliere un materiale particolato anidro da infondere, mezzi idraulici di chiusura (10) a tenuta della camera di infusione (9), ed un serbatoio (2) per l’acqua; ed in cui i mezzi valvolari di controllo e di scarico comprendono una terza valvola (16; 116) collegata ai mezzi idraulici di chiusura (10) per permettere lo scarico di acqua dai mezzi idraulici di chiusura (10) stessi.
3. Gruppo infusore secondo la rivendicazione 2, in cui gli elementi componenti comprendono, inoltre, un contenitore (13) di scarto; la terza valvola (16; 116) essendo interposta fra i mezzi idraulici di chiusura (10) ed il contenitore (13) di scarto.
4. Gruppo infusore secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui la terza valvola (116) è una valvola automatica ad azionamento idraulico.
5. Gruppo infusore secondo la rivendicazione 4, in cui la terza valvola (116) comprende un primo ingresso (65) collegato ai mezzi idraulici di chiusura (10), una uscita (63) di scarico, una quarta valvola (72) interposta fra il primo ingresso (65) e l’uscita (63), una camera interna (67) di controllo della quarta valvola (72), ed un secondo ingresso (61) collegato alla camera interna (67) ed atto a ricevere acqua in pressione dalla pompa (6) per commutare la quarta valvola (72) da una normale posizione di apertura ad una posizione di chiusura quando la pressione all’interno della camera interna (67) supera un valore determinato.
6. Gruppo infusore secondo la rivendicazione 5, in cui il gruppo valvolare (15) multi-funzione comprende un ulteriore raccordo di uscita (22) collegato al secondo ingresso (61) della terza valvola (116).
7. Gruppo infusore secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui il gruppo valvolare (15) multifunzione comprende, inoltre, una quinta valvola (46) di auto-adescamento della pompa (6); la quinta valvola (46) presentando un ingresso (26) comunicante con il collettore (18) a monte della prima valvola (40) nel senso di avanzamento dell’acqua lungo il collettore (18) stesso.
8. Gruppo infusore secondo una delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui i mezzi valvolari di controllo e di scarico comprendono un ulteriore gruppo valvolare (216) multifunzione a sua volta comprendente la terza valvola (116).
9. Gruppo infusore secondo la rivendicazione 8, in cui l’ulteriore gruppo valvolare (216) multi-funzione comprende, inoltre, una quinta valvola (46) di autoadescamento della pompa (6); la quinta valvola (46) comunicando con il collettore (18).
10. Gruppo infusore secondo la rivendicazione 5 o 6 e la rivendicazione 9, in cui la camera interna (67) è una camera di ingresso della quinta valvola (46).