IT201800021049A1 - Dispositivo infusore per la preparazione di bevande - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per Invenzione Industriale dal titolo:

“DISPOSITIVO INFUSORE PER LA PREPARAZIONE DI BEVANDE”

Settore Tecnico dell’Invenzione

La presente invenzione è relativa ad un dispositivo infusore per la preparazione di bevande, in particolare caffè o tè.

Stato dell’Arte

La presente invenzione è relativa ad un dispositivo infusore del tipo comprendente: una camera di infusione di forma preferibilmente cilindrica, la quale presenta, ad una estremità, un’apertura di carico/scarico di un materiale da infondere ed è limitata, all’estremità opposta, da un pistone montato scorrevole all’interno della camera di infusione; un coperchio mobile, rispetto alla camera di infusione, tra una posizione di apertura ed una posizione di chiusura della detta apertura; ed una linea di alimentazione di un fluido di infusione atta ad alimentare il fluido di infusione all’interno della camera di infusione quando il coperchio è nella posizione di chiusura.

In generale, nei dispositivi infusori aventi l’architettura sopra descritta, il fluido di infusione entra nella camera di infusione attraverso il pistone e la bevanda fluisce all’esterno della camera di infusione attraverso un condotto di uscita ricavato nel coperchio.

A tale scopo, il pistone è provvisto di un canale che si estende lungo lo stelo del pistone ed è connesso fluidicamente con la camera di infusione tramite una o più aperture ricavate nella testa del pistone, ossia all’estremità del pistone che limita la camera di infusione dalla parte opposta al coperchio.

Oltre al canale ricavato nel pistone, la linea di alimentazione del fluido di infusione comprende un ulteriore condotto di adduzione che da una sorgente esterna alimenta il fluido di infusione al canale stesso.

Secondo una soluzione nota e comunemente utilizzata, almeno la parte del condotto di adduzione disposta in prossimità del pistone è costituita da un foro che è ricavato nel telaio del dispositivo infusore e comunica fluidicamente con il canale nel pistone attraverso un meato ricavato nella sede dello stelo del pistone ed uno o più condotti di comunicazione estendentesi tra il meato e il canale.

Una soluzione di questo tipo è applicata, ad esempio, al dispositivo infusore descritto nella domanda di brevetto italiano 102017000071863 della stessa Richiedente.

Benché efficace, tale soluzione soffre dell’inconveniente di essere strutturalmente relativamente complicata e, di conseguenza, relativamente onerosa dal momento che la realizzazione del foro nel telaio, del meato e dei condotti di comunicazione vengono ottenuti, in generale, tramite lavorazioni meccaniche o tramite processi di stampaggio di precisione.

Un’altra soluzione nota, alternativa a quella qui sopra descritta, consiste nell’utilizzare come condotto di adduzione un tubo flessibile accoppiato all’estremità libera dello stelo del pistone in modo da risultare solidale col pistone stesso ed in comunicazione diretta con il canale.

Anche tale soluzione, tuttavia, non è scevra da inconvenienti che sono riconducibili, in questo caso, al fatto che la lunghezza che il tubo flessibile deve avere per consentirgli di seguire agevolmente il pistone nel suo moto alternato richiede uno spazio di movimento relativamente grande e talvolta inconciliabile con la necessità di contenere il più possibile l’ingombro complessivo del dispositivo infusore all’interno della macchina per la produzione di bevande.

Oggetto e Riassunto dell’Invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo infusore del tipo sopra specificato che sia esente dagli inconveniente sopra descritti e sia di facile ed economica realizzazione.

Secondo la presente invenzione vengono forniti un dispositivo infusore ed una macchina per la preparazione di bevande comprendente tale dispositivo infusore, come rivendicato nelle rivendicazioni allegate.

Breve Descrizione dei Disegni

La Figura 1 illustra una sezione, secondo un piano longitudinale, di una preferita forma di attuazione del dispositivo infusore secondo la presente invenzione, disposto in una configurazione aperta.

Le Figure 2 e 3 illustrano il gruppo infusore della Figura 1 disposto in ulteriori due differenti configurazioni operative.

Descrizione Dettagliata di Preferite Forme di Realizzazione dell’Invenzione La presente invenzione verrà ora descritta in dettaglio con riferimento alle Figure allegate per permettere ad una persona esperta di realizzarla ed utilizzarla. Varie modifiche alle forme di realizzazione descritte saranno immediatamente evidenti alle persone esperte ed i generici principi descritti possono essere applicati ad altre forme di realizzazione ed applicazioni senza per questo uscire dall’ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate. Pertanto, la presente invenzione non deve essere considerata limitata alle forme di realizzazione descritte ed illustrate, ma le si deve accordare il più ampio ambito protettivo conforme con i principi e le caratteristiche qui descritte e rivendicate.

Nella Figura 1 è illustrato nel suo complesso un dispositivo infusore per la preparazione di bevande, in particolare caffè o tè, mediante un procedimento di percolazione di acqua calda sotto pressione attraverso una quantità determinata di materiale macinato o in foglie.

In una condizione di normale operatività, il dispositivo infusore 1 è disposto all’interno di una macchina per la produzione di bevande ed è associato ad una sorgente di acqua calda in pressione e ad un dispositivo dosatore (non illustrato) atto a fornire al dispositivo infusore 1, all’inizio di ciascun ciclo di produzione di una bevanda, una quantità dosata del materiale da infondere, per esempio caffè macinato o tè in foglie. Secondo una variante, l’alimentazione del materiale da infondere avviene in maniera manuale mediante il caricamento, da parte di un utente, di una dose di materiale sfuso oppure di una cialda o di una capsula monodose di tipo noto.

Secondo quanto illustrato nella Figura 1, il dispositivo infusore 1 comprende un corpo tubolare 2, preferibilmente cilindrico, il quale presenta un asse longitudinale 3 ed è supportato in modo stazionario da un telaio 4 del dispositivo infusore 1. Preferibilmente, il corpo tubolare 2 è racchiuso tra due gusci (non illustrati), che fanno parte del telaio 4 e sono solidalmente accoppiati tra loro per definire un carter del dispositivo infusore 1.

Il corpo tubolare 2 delimita al suo interno una camera di infusione 5, nella quale, in uso, vengono alimentati in successione il materiale da infondere e l’acqua calda in pressione affinché abbia luogo il processo di percolazione.

Ad una estremità, la camera di infusione 5 presenta un’apertura 6 atta a consentire il caricamento del materiale da infondere e lo svuotamento della camera di infusione al termine dell’erogazione della bevanda. All’estremità opposta, la camera di infusione 5 è limitata da un pistone 7 avente la funzione di comprimere il materiale da infondere nella camera di infusione 5 prima dell’iniezione dell’acqua e di espellere dalla camera di infusione la compressa di materiale esausto al termine dell’erogazione della bevanda.

A tale scopo, il pistone 7 è associato ad un attuatore 8, che verrà descritto più in dettaglio nel seguito, per spostarsi lungo l’asse longitudinale 3 all’interno della camera di infusione 5 tra una posizione abbassata o di carico del materiale da infusione (figura 1), una posizione intermedia o di compressione del materiale da infusione (figura 2), ed una posizione sollevata o di espulsione del materiale esausto (figura 3).

Il dispositivo infusore 1 comprende, inoltre, un coperchio 9 mobile tra una posizione di chiusura o di erogazione (figura 2), nella quale chiude a tenuta di fluido l’apertura 6 della camera di infusione 5, ed una posizione di apertura, nella quale lascia libera l’apertura 6 in modo tale da consentire, all’inizio di un ciclo di produzione di una bevanda, il caricamento del materiale da infusione nella camera di infusione 5 e, al termine del ciclo di produzione della bevanda, l’estrazione dalla camera di infusione 5 della compressa di materiale esausto per la sua successiva espulsione.

Il coperchio 9 comprende un corpo di chiusura 10, che è provvisto di una guarnizione per sigillare l’apertura 6 quando il coperchio 9 è nella posizione di chiusura, ed un elemento raschiatore 11, il quale è incernierato al corpo di chiusura 10 ed è configurato per spostarsi sull’apertura 6, dopo che il pistone 7 è stato spostato nella sua posizione sollevata, in modo tale da spingere il materiale esausto disposto sul pistone 7 al di sopra di un scivolo 12 collegato alla sommità del corpo tubolare 2 e farlo così cadere in un contenitore di raccolta sottostante (non illustrato).

Nel corpo di chiusura 10 è ricavato un condotto di uscita (non illustrato) per la fuoriuscita della bevanda prodotta dalla percolazione sotto pressione, attraverso il materiale da infondere, del fluido di infusione che viene alimentato alla camera di infusione 5 attraverso il pistone 7.

In particolare, il fluido in pressione proveniente da una sorgente esterna, ad esempio un serbatoio oppure la rete idrica domestica, è alimentato alla camera di infusione 5 tramite una linea di alimentazione 13 del fluido di infusione che è ricavata, in parte, nel pistone 7 e comprende, inoltre, un tubo di adduzione 14 disposto tra il pistone 7 e la citata sorgente esterna.

Secondo quanto illustrato nella figura 1, il pistone 7 comprende una testa 15, che impegna in modo scorrevole, con l’interposizione di una guarnizione 16, una superficie interna della camera di infusione 5, ed uno stelo 17 che è solidale alla testa 15 e si estende, coassialmente all’asse longitudinale 3, dalla testa 15 verso l’esterno della camera di infusione 5.

La testa 15 è realizzata come un piattello-doccia ed è provvista di uno o più fori passanti (non illustrati) atti a mette in comunicazione fluidica la camera di infusione 5 con un canale 18 di alimentazione del fluido di infusione ricavato nello stelo 17 e facente parte della linea di alimentazione 13. Sulla faccia della testa 15 rivolta verso la camera di infusione 5 è fissato un filtro 19, convenientemente definito da un disco di rete metallica, atto a impedire che, in uso, il materiale da infusione ostruisca il/i foro/i di ingresso del fluido di infusione realizzati nella testa 15.

Preferibilmente, il canale 18 è coassiale all’asse longitudinale 3 ed è atto a ricevere, in uso, il fluido di infusione dal citato tubo di adduzione 14, il quale è stazionario rispetto alla camera di infusione 5 e comprende una porzione terminale 20 di uscita del fluido, la quale è coassiale all’asse longitudinale 3 ed è accoppiata in modo scorrevole al pistone 7 in modo tale che, in uso, il pistone 7 scorra sul tubo di adduzione 14 quando trasla lungo l’asse longitudinale 3.

Preferibilmente, la porzione terminale 20 del tubo di adduzione 14 è inserita all’interno del canale 18. Secondo una variante non illustrata, la porzione terminale 20 impegnata esternamente, in modo scorrevole, il pistone 7.

Allo scopo di sigillare il canale 18 verso l’esterno affinché tutto il fluido di infusione alimentato dal tubo di adduzione 14 al canale 18 raggiunga la camera di infusione 5 e non sgoccioli dal pistone 7, tra il canale 18 ed il tubo di adduzione 14 è disposto un elemento di tenuta dinamica 21. Preferibilmente, l’elemento di tenuta dinamica 21 è definito da una guarnizione ad anello alloggiata in una sede coassiale all’asse longitudinale 3 e realizzata nello stelo 17.

Preferibilmente, secondo quanto illustrato nelle figure allegate, lo stelo 17 del pistone 7 presenta internamente una cavità 22, la quale suddivide lo stelo 17 in una porzione centrale 23, nella quale è ricavato il canale 18, ed in una porzione periferica 24 tubolare, la quale è solidale, così come la porzione centrale 23, alla testa 15. La porzione periferica 24 presenta, sulla propria superficie laterale esterna, una filettatura ingranante con una ruota dentata 25, la quale è parte del citato attuatore 8 ed è azionata, in uso, per spostare lo stelo 17, e quindi il pistone 7, lungo l’asse longitudinale 3.

La cavità 22 è impegnata da un corpo tubolare 26 stazionario, che è parte del telaio 4 e funge da supporto e guida assiale per il pistone 7. In particolare, il corpo tubolare 26 presenta un foro 27 assiale avente una porzione allargata superiore impegnata in maniera scorrevole dalla porzione centrale 23 dello stelo 17 ed una porzione ristretta inferiore, attraverso la quale si estende, in modo stazionario, la porzione terminale 20 del tubo di adduzione 14.

Il corpo tubolare 26 comprende, inoltre, due appendici 28 trasversali diametralmente opposte che impegnano in maniera scorrevole rispettive feritoie longitudinali dello stelo 17.

Il dispositivo infusore 1 comprende, inoltre, un dispositivo di fissaggio 29 atto a rendere solidale il tubo di adduzione 14 al telaio 4.

Preferibilmente, il dispositivo di fissaggio 29 comprende un collare filettato fermatubo 30 che è calzato a pressione sul tubo di adduzione 14 ed è avvitato, in modo rimovibile, su di un manicotto filettato 31 coassiale al foro 27 ed integrale al corpo tubolare 26 così da rendere il tubo di adduzione 14 solidale al corpo tubolare 26 e, quindi, al telaio 4.

Il tubo di adduzione 14 può essere realizzato in un qualsivoglia materiale adatto allo scopo, in particolare un materiale che faciliti lo scorrimento. Preferibilmente, il tubo di adduzione 14 è realizzato di un materiale polimerico rigido o semi-rigido, ad esempio teflon.

Nel tratto tra il dispositivo di fissaggio 29 e la sorgente esterna, il tubo di adduzione 14 può presentare una qualsiasi conformazione idonea allo spazio disponibile all’interno della macchina per la produzione di bevande. Nell’esempio illustrato, a valle del dispositivo di fissaggio 29, il tubo di adduzione 14 fuoriesce inferiormente dalla cavità 22 dello stelo 17 e si estende fino ad un raccordo 32 atto a collegare, direttamente o indirettamente, l’estremità libera del tubo di adduzione 14 alla citata sorgente esterna del fluido di infusione.

Il funzionamento del dispositivo infusore 1 discende chiaramente da quanto sopra descritto e non richiede ulteriori spiegazioni.

Le figure allegate rappresentano le fasi salienti di un ciclo di produzione, in particolare una iniziale fase di carico del materiale da infusione (figura 1), nella quale il coperchio 9 è nella posizione di apertura e il pistone 7 è nella posizione abbassata, una fase di erogazione (figura 2), nella quale il coperchio 9 è nella posizione di chiusura e il pistone 7 è nella posizione intermedia, ed una fase di scarico della compressa di materiale esausto (figura 3), nella quale il pistone 7 è nella posizione sollevata e il coperchio 9 è nella posizione di apertura, prima di spostarsi nuovamente verso la posizione di chiusura per spostare l’elemento raschiatore 11 davanti all’apertura 6 e scaricare la compressa di materiale esausto nel sottostante contenitore di raccolta.

Il fatto che il tubo di adduzione 14 sia fisso ed il pistone 7 scorra sul tubo di adduzione 14 durante i suoi spostamenti assiali tra la posizione abbassata e la posizione sollevata consente di utilizzare un tubo di adduzione di lunghezza sensibilmente inferiore a quella che sarebbe necessaria se il tubo di adduzione fosse solidale al pistone 7, con la vantaggiosa conseguenza di ridurre l’ingombro complessivo del dispositivo infusore 1. Inoltre, la posizione stazionaria del tubo di adduzione 14 ha il vantaggio di impedire che il tubo di adduzione 14 si danneggi o si deformi a causa di ripetuti movimenti di estensione e piegatura durante il movimento alternato del pistone 7, come succederebbe se il tubo di adduzione fosse solidale al pistone 7 stesso.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo infusore (1) per la preparazione di bevande, in particolare caffè o te, il dispositivo infusore (1) comprende: - una camera di infusione (5) di forma preferibilmente cilindrica presentante, ad una estremità, un’apertura di carico/scarico (6) di un materiale da infondere e limitata, all’estremità opposta, da un pistone (7) montato scorrevole all’interno della camera di infusione (5); - un coperchio (9) mobile, rispetto alla camera di infusione (5), tra una posizione di apertura ed una posizione di chiusura, nella quale chiude a tenuta la detta apertura (6); ed - una linea di alimentazione (13) di un fluido di infusione atta ad alimentare il fluido di infusione alla camera di infusione (5) quando il coperchio (9) è nella posizione di chiusura; in cui la linea di alimentazione (13) comprende un canale (18) ricavato nel pistone (7) e connesso fluidicamente alla camera di infusione (5), ed un tubo di adduzione (14) accoppiato al pistone (7) per alimentare il fluido di infusione al canale (18); caratterizzato dal fatto che almeno una porzione di uscita del fluido (20) del tubo di adduzione (14) è montato coassiale al canale (18); e dal fatto che il pistone (7) è montato scorrevole rispetto al tubo di adduzione (14), ed un elemento di tenuta dinamica (21) è disposto tra il tubo di adduzione (14) ed il canale (18).
2. 2. Dispositivo infusore secondo la rivendicazione 1, in cui il tubo di adduzione (14) è montato in modo da essere stazionario rispetto alla camera di infusione (5).
3. 3. Dispositivo infusore secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il tubo di adduzione (14) è inserito all’interno del canale (18).
4. 4. Dispositivo infusore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’elemento di tenuta dinamica (21) comprende un o-ring alloggiato in una sede ricavata nel pistone (7).
5. 5. Dispositivo infusore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il pistone (7) comprende una testa di pistone (15), la quale impegna in modo scorrevole e a tenuta di fluido una superficie laterale della camera di infusione (5), ed uno stelo (17) che si estende dalla testa di pistone (15) verso l’esterno della camera di infusione (5); in cui il canale (18) è definito da un foro longitudinale dello stelo (17) avente una estremità impegnata in modo scorrevole ed a tenuta di fluido dal tubo di adduzione (14) e l’altra estremità connessa fluidicamente alla camera di infusione (5) tramite uno o più passaggi ricavati attraverso la testa di pistone (15).
6. 6. Dispositivo infusore (1) secondo la rivendicazione 5, in cui la camera di infusione (5) presenta un asse longitudinale (3), lungo il quale è mobile il pistone (7); lo stelo (17), il canale (18) e la porzione di uscita del fluido (20) del tubo di adduzione (14) sono montate coassiali tra loro e all’asse longitudinale (3).
7. 7. Dispositivo infusore (1) secondo la rivendicazione 6, comprendente un corpo fisso (26) configurato per supportare e guidare assialmente il pistone (7) lungo l’asse longitudinale (3); il corpo fisso (26) presenta un foro assiale (27) avente una porzione allargata impegnata in maniera scorrevole dallo stelo (17) ed una porzione ristretta, attraverso la quale si estende, in modo stazionario, la porzione terminale (20) del tubo di adduzione (14).
8. 8. Dispositivo infusore (1) secondo la rivendicazione 7, comprendente un dispositivo di fissaggio (29) per fissare in modo smontabile il tubo di adduzione (14) al corpo fisso (26).
9. 9. Dispositivo infusore (1) secondo la rivendicazione 8, in cui il dispositivo di fissaggio (29) comprende un collare filettato fermatubo (30) calzato a pressione sul tubo di adduzione (14) ed avvitato, in modo rimovibile, su di un manicotto filettato (31) solidale al corpo fisso (26) e coassiale al foro assiale (27) ricavato nello stelo (17).
10. 10. Macchina per la preparazione di bevande, comprendente un dispositivo infusore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.