ITTO20100591A1 - Gruppo infusore - Google Patents

Description

“GRUPPO INFUSOREâ€

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

In particolare, la presente invenzione à ̈ relativa ad un gruppo infusore comprendente una pluralità di elementi componenti a loro volta comprendenti una camera di infusione, un cilindro idraulico di chiusura-apertura della camera di infusione, un serbatoio per l’acqua, una pompa di alimentazione dell’acqua dal serbatoio alla camera di infusione ed al cilindro idraulico, 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 una bevanda caffà ̈ a partire da una dose di caffà ̈ in polvere contenuto o meno in un contenitore.

Uno dei problemi che più frequentemente si incontrano nell’utilizzazione di gruppi infusori del tipo sopra descritto à ̈ costituito dal fatto che la pompa, in generale una pompa elettromagnetica, aspira, nel pompare acqua dal serbatoio, anche una certa quantità di aria, la cui presenza determina un innesco non corretto della pompa ed un allungamento dei tempi di chiusura della camera di percolazione e, in generale, un allungamento dei tempi di preparazione della bevanda.

Scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un gruppo infusore del tipo sopra descritto, il quale sia in grado di risolvere questo problema.

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

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

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

- le figure 2 e 3 illustrano in sezione assiale un particolare della figura 1 in due differenti configurazioni operative.

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

Il gruppo infusore 1 comprende una pluralità di elementi componenti quali un serbatoio 2 per dell’acqua di infusione provvisto inferiormente di una uscita 3 comunicante con l’interno del serbatoio 2 attraverso un dispositivo addolcitore 4 di tipo noto alloggiato all’interno del serbatoio 2.

L’uscita 3 à ̈ collegata, tramite un condotto 5 estendentesi attraverso un filtro 6 ed un contatore volumetrico 7 di tipo noto, all’ingresso di una pompa 8, preferibilmente una pompa elettromagnetica, una cui uscita à ̈ collegata, tramite un condotto 9, ad un ingresso 10 di una elettrovalvola 11 a tre vie presentante due uscite 12 e 13 ed atta ad assumere una posizione di apertura per collegare l’ingresso 10 all’uscita 13, ed una posizione di chiusura per collegare le sue due uscite 12 e 13 fra loro e chiudere l’ingresso 10. L’uscita 12 à ̈ collegata, tramite un condotto 14 di scarico, ad un recipiente 15 di scarico; mentre l’uscita 13 à ̈ collegata ad un punto intermedio di un condotto 16 di alimentazione, una cui estremità à ̈ collegata ad un ingresso 17 di una caldaia 18, di tipo noto, presentante una uscita 19 collegata ad un punto intermedio di un condotto 20, il quale si estende, in modo noto, fra un erogatore 21 di vapore controllato da un rubinetto 22 ed una valvola di ingresso 23 tarata di una camera di infusione 24.

La camera di infusione 24 à ̈ atta ad accogliere una dose di caffà ̈ in polvere ed à ̈ controllata dal pistone di un cilindro idraulico 25, il quale presenta una porta 26 di ingresso-scarico.

Alla propria estremità opposta a quella collegata all’ingresso 17 della caldaia 18, il condotto 16 di alimentazione à ̈ collegato ad un ingresso 27 di una elettrovalvola 28 a tre vie presentante due uscite 29 e 30 ed atta ad assumere una posizione di apertura per collegare l’ingresso 27 all’uscita 30, ed una posizione di chiusura per collegare le sue due uscite 29 e 30 fra loro e chiudere l’ingresso 27. L’uscita 29 à ̈ un’uscita di scarico collegata al serbatoio 2 tramite un condotto 31; mentre l’uscita 30 à ̈ collegata, tramite un condotto 32, ad una porta 33 terminale di ingresso di un gruppo valvolare 34 di autoinnesco e scarico rapido, che verrà meglio descritto nel seguito, il quale presenta, inoltre, una porta 35 terminale di scarico collegata, tramite un condotto 36 ed un raccordo a T, ad un punto intermedio del condotto 31, ed una porta 37 di ingresso-uscita collegata alla porta 26 di ingresso e scarico del cilindro idraulico 25 tramite un condotto 38.

Secondo quanto meglio illustrato nelle figure 2 e 3, il gruppo valvolare 34 comprende un corpo cilindrico 39 a tazza presentante un asse 40 longitudinale e comprendente una parete laterale 41 tubolare, coassiale all’asse 40, ed una parete di estremità 42, trasversale all’asse 40, le quali definiscono una camera 43 cilindrica, che à ̈ coassiale all’asse 40 e presenta, alla propria estremità opposta a quella chiusa dalla parete di estremità 42, un’apertura 44 impegnata da un tappo 45 bloccato assialmente sul corpo cilindrico 39 tramite un giunto 46 a baionetta e coassiale all’asse 40.

Il tappo 45 comprende una porzione interna 47, la quale si estende all’interno di parte della camera 43 ed à ̈ accoppiata a tenuta di fluido con la superficie laterale interna della parete laterale 41, ed una porzione esterna, la quale si estende all’esterno del corpo cilindrico 39 e definisce un codolo 48 di attacco per il condotto 36. Il tappo 45 presenta un foro 49 assiale passante, la cui estremità disposta in corrispondenza della estremità libera del codolo 48 definisce la porta 35 terminale di scarico.

In corrispondenza di un tratto terminale libero della porzione interna 47, il foro 49 presenta un tratto allargato 50, il quale comunica con l’interno della camera attraverso un’apertura 51 di estremità ricavata attraverso una superficie trasversale all’asse 40 e di estremità assiale libera della porzione interna 47. Questa superficie di estremità definisce una sede anulare 52 di appoggio per una porzione centrale 53 cilindrica di un otturatore 54, il quale à ̈ costituto di un materiale elasticamente deformabile, preferibilmente un elastomero, e comprende, oltre alla porzione centrale 53, un’appendice assiale 55 atta ad impegnare il tratto allargato 50 e di centraggio di una molla 56 tarata ad elica, o di altro simile elemento elastico (non illustrato), montata compressa all’interno del tratto allargato 50 fra la porzione centrale 53 ed uno spallamento anulare di fondo del tratto allargato 50 stesso, ed un labbro anulare 57 periferico, il quale presenta una forma conica concava, con concavità rivolta verso il tappo 45, e coopera elasticamente con la superficie laterale interna della parete laterale 41 per dividere la camera 43 in due semicamere 58 e 59, coassiali all’asse 40 e di volumi variabili in maniera complementare, di cui la semicamera 58 alloggia la porzione interna 47 del tappo 45. La semicamera 59 alloggia, invece, un elemento di arresto 60, il quale si estende assialmente dalla parete di estremità 42 all’interno della camera 43 e verso il tappo 45 per limitare la corsa dell’otturatore 54 fra una posizione normale di apertura (figura 2) della porta 35 terminale di scarico, in cui la porzione centrale 53 dell’otturatore 54 si dispone, sotto la spinta della molla 56, a contatto dell’elemento di arresto 60, ed una posizione di chiusura (figura 3) della porta 35 terminale di scarico, in cui la porzione centrale 53 dell’otturatore 54 si dispone, contro la spinta della molla 56, a contatto della sede 52.

Il gruppo valvolare 34 presenta, infine due codoli radiali 61 e 62 di attacco del condotto 38 e rispettivamente, del condotto 32. I codoli radiali 61 e 62 presentano rispettivi fori assiali comunicanti con la semicamera 58 e, rispettivamente, con la semicamera 59 e definenti la porta 37 di ingresso-uscita e, rispettivamente, la porta 35 terminale di ingresso.

In uso, l’accessione della pompa 8 determina il richiamo di un flusso di acqua fredda dal serbatoio 2 attraverso il dispositivo addolcitore 4 e lungo il condotto 5. Questo flusso di acqua ingloba, normalmente, dell’aria, la quale disturba momentaneamente il funzionamento della pompa 8 non permettendone il corretto innesco.

Il flusso di acqua e aria viene alimentato, tramite il condotto 9 e l’elettrovalvola 11 disposta nella posizione di comunicazione fra l’ingresso 10 e l’uscita 13, al condotto 16, attraverso il quale una parte del flusso, contenente sostanzialmente tutta l’aria, risale verso l’elettrovalvola 28, mentre la restante parte del flusso alimenta la caldaia 18 ed il condotto 20.

Il condotto 20 à ̈ chiuso da una parte dal rubinetto 22 e dall’altra dalla valvola di ingresso 23 della camera di infusione 24, che, per il momento, à ̈ disposta in posizione aperta ed à ̈ gia stata caricata con una dose (non illustrata) di polvere di caffà ̈.

La parte di flusso di acqua e aria che raggiunge l’elettrovalvola 28 trova la stessa nella posizione di comunicazione fra l’ingresso 27 e l’uscita 30 e perviene, pertanto, alla porta terminale 33 di ingresso del gruppo valvolare 34, il quale à ̈ disposto nella sua normale posizione di chiusura illustrata nella figura 2.

Il flusso di acqua e aria penetra, attraverso la porta terminale 33 di ingresso, all’interno della semicamera 59 e viene arrestata dall’otturatore 54. Data la presenza di aria all’interno del flusso alimentato alla semicamera 59, e data la compressibilità dell’aria stessa, la pressione all’interno della semicamera 59 subisce, inizialmente, un aumento insufficiente a vincere la resistenza della molla 56, ma sufficiente a permettere all’aria di inflettere leggermente il labbro anulare 57, di passare nella semicamera 58, di raggiungere il foro 49 e la porta 35 terminale di scarico e di defluire, quindi, all’esterno attraverso il condotto 36.

Il gruppo valvolare 34 agisce, quindi, come dispositivo di spurgo e di auto-innesco rapido della pompa 8, la quale può essere portata, in un tempo di qualche secondo, ad alimentare un flusso di acqua fredda priva di aria alla semicamera 59 determinando, all’interno della semicamera 59 stessa, un aumento della pressione rapido e tale da determinare lo spostamento dell’otturatore 54 contro la spinta della molla 56 e verso la sua posizione di chiusura del foro 49 e, quindi, della porta 35 terminale di scarico. L’acqua fredda può, quindi, fluire attraverso la porta 37 del gruppo valvolare 34 e raggiungere, attraverso il condotto 38, il cilindro idraulico 25 determinando la chiusura della camera di infusione 24.

Durante questa operazione, la pressione all’interno dei condotti 9, 16, 32 e 38 rimane sostanzialmente costante in quanto la mandata della pompa 8 viene compensata dall’espansione del cilindro idraulico 25; tuttavia, quando il pistone del cilindro idraulico 25 chiude definitivamente la camera di infusione 24 e si arresta, la pressione nei condotti 9, 16, 32 e 38 sale rapidamente fino a determinare la fuoriuscita di acqua calda attraverso la valvola di ingresso 23 e l’infusione della polvere di caffà ̈.

Questa operazione procede fino all’arresto della pompa 8 determinato da un segnale emesso dal contatore volumetrico 7, alla contemporanea chiusura delle elettrovalvole 11 e 28 ed al ritorno del gruppo valvolare 34 nella sua normale posizione di apertura.

In particolare, nella elettrovalvola 11, l’uscita 13 viene messa in comunicazione con l’uscita 12 di scarico determinando lo scarico, attraverso il condotto 14 di scarico ed all’interno del recipiente 15 di scarico, dell’acqua calda contenuta nei condotti 20 e 16. Nella elettrovalvola 28, l’uscita 30 viene messa in comunicazione con l’uscita 29 di scarico determinando lo scarico rapido, attraverso il condotto 31 di scarico ed all’interno del serbatoio 2, dell’acqua fredda contenuta nella semicamera 59 e nel condotto 32.

Nel gruppo valvolare 34, il condotto 38 viene messo in comunicazione con il serbatoio 2 attraverso la semicamera 58 ed i condotti 36 e 31 determinando il ritorno rapido del pistone del cilindro idraulico 25 e l’apertura della camera di infusione 24. In questa fase di funzionamento, il gruppo valvolare 34 agisce, quindi, da dispositivo di scarico rapido del cilindro idraulico 25.

Nel caso il gruppo infusore 1 venga utilizzato solo per produrre vapore, tutto procede come prima esposto, con la sola differenza che, in questo caso, l’elettrovalvola 28 viene mantenuta chiusa (uscita 30 collegata con l’uscita 29 di scarico e ingresso 27 chiuso) in modo da impedire l’alimentazione di acqua fredda al cilindro idraulico 25. Nel caso di produzione di solo vapore, la caduta di pressione che si verifica all’interno del condotto 20 previene l’apertura della valvola di ingresso 23 e, quindi, l’alimentazione di acqua calda alla camera di infusione 24.

A ben vedere, la funzione principale della elettrovalvola 28 à ̈ quella di impedire il funzionamento del cilindro idraulico 25 nel caso si voglia produrre solo vapore. E’ ovvio, tuttavia, che, se si decide di sopportare un simile piccolo inconveniente, l’elettrovalvola 28 può essere eliminata collegando l’uscita 13 dell’elettrovalvola 11 direttamente alla porta 33 terminale di ingresso del gruppo valvolare 34.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo infusore comprendente una pluralità di elementi componenti a loro volta comprendenti una camera di infusione (24), un cilindro idraulico (25) di chiusuraapertura della camera di infusione (24), un serbatoio (2) per l’acqua, una pompa (8) di alimentazione dell’acqua dal serbatoio (2) alla camera di infusione (24) ed al cilindro idraulico (25), ed un circuito idraulico collegante fra loro gli elementi componenti e comprendente mezzi valvolari di controllo e di scarico; caratterizzato dal fatto che i detti mezzi valvolari comprendono un gruppo valvolare (34) di auto-innesco della pompa (8), il gruppo valvolare (34) comprendendo una camera (43), un otturatore (54) montato all’interno della camera (43) per dividere la camera (43) stessa in una prima ed una seconda semicamera (59, 58), una prima porta (33) di comunicazione della prima semicamera (59) con una mandata della pompa (8), una seconda porta (35) di comunicazione della seconda semicamera (43) con l’esterno, ed una terza porta (37) di comunicazione della seconda semicamera (43) con il cilindro idraulico (25); l’otturatore (54) essendo montato mobile all’interno della camera (43) fra una prima posizione di apertura della seconda porta (35) ed una seconda posizione di chiusura della seconda porta (35), e comprendendo un labbro (57) di tenuta elasticamente deformabile cooperante con una superficie della camera (43) per suddividere la camera (43) stessa nelle dette prima e seconda semicamera (59, 58); e mezzi elastici (56) tarati essendo previsti per mantenere normalmente l’otturatore (54) nella prima posizione.
2. 2. Gruppo infusore secondo la rivendicazione 1, in cui la camera (43) à ̈ una camera cilindrica presentante un asse (40); l’otturatore (54) à ̈ mobile assialmente lungo la camera (43), ed i mezzi elastici (56) sono montati per agire assialmente sull’otturatore (54).
3. 3. Gruppo infusore secondo la rivendicazione 2, in cui la prima e la terza porta (33, 37) sono porte radiali rispetto al detto asse (40).
4. 4. Gruppo infusore secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui la seconda porta (35) Ã ̈ una porta assiale rispetto al detto asse (40).
5. 5. Gruppo infusore secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui il gruppo valvolare (34) comprende un corpo tubolare (39) conformato a tazza, il quale definisce la detta camera (43), presenta un asse (40) longitudinale ed à ̈ provvisto, ad una estremità, di una parete trasversale (42) di chiusura e, all’altra estremità, di un’apertura (44) assiale; ed un tappo (45) di chiusura della detta apertura (46) assiale; la seconda porta (35) essendo una porta assiale ricavata attraverso il tappo (45); la prima e la terza porta (33, 37) essendo porte radiali ricavate attraverso il corpo tubolare (39); e l’otturatore (54) essendo disposto all’interno del corpo tubolare (39) ed essendo mobile assialmente lungo una porzione del corpo tubolare (39) stesso compresa fra la prima e la terza porta (33, 37).
6. 6. Gruppo infusore secondo la rivendicazione 5, in cui il tappo (45) si estende assialmente all’interno del corpo tubolare (39) per definire una prima estremità della detta porzione del corpo tubolare (39) ed una sede (52) di appoggio dell’otturatore (54) quando l’otturatore (54) stesso à ̈ disposto nella sua seconda posizione; mezzi di arresto (60) essendo alloggiati all’interno della camera (43) per definire una seconda estremità della detta porzione del corpo tubolare (39) ed un appoggio per l’otturatore (54) quando l’otturatore (54) stesso à ̈ disposto nella sua prima posizione.
7. 7. Gruppo secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui i detti mezzi elastici (56) comprendono una molla (56) ad elica coassiale al detto asse (40) longitudinale e compressa fra l’otturatore (54) ed il tappo (45).