BR112017028578B1 - Máquina de produção de bebidas - Google Patents

Abstract

máquina de produção de bebidas e método para extrair uma bebida de uma cápsula. a máquina de produção de bebidas (1) compreende uma câmara de infusão (3) e ao menos um atuador hidráulico (5) para controlar o movimento de fechamento e abertura da câmara de infusão (3). uma bomba de água (15), conectada de forma fluídica à câmara de infusão (3) através de um primeiro percurso de água (19) e conectada ainda de forma fluídica ao atuador hidráulico (5) através de um segundo percurso de água (31), fornece água pressurizada para a câmara de infusão (3) e o atuador hidráulico (5), respectivamente. um aquecedor de água (21) e uma primeira disposição de válvula (20) são dispostos ainda ao longo do primeiro percurso de água (19). uma segunda disposição de válvula (32) é posicionada ao longo do segundo percurso de água (31), entre a bomba de água (15) e o atuador hidráulico (5). a primeira disposição de válvula (20) e a segunda disposição de válvula (32) são configuradas e controladas de modo que, durante uma etapa de fechamento da câmara de infusão, a primeira disposição de válvula (20) é fechada e, a segunda disposição de válvula (32) é aberta. ao atingir uma pressão de fechamento no atuador hidráulico (5), a segunda disposição de válvula (32) é fechada e a primeira disposição de válvula (20) é aberta, permitindo que a água seja fornecida à câmara de infusão (3).

Description

Campo da invenção

[001] A presente invenção se refere a máquinas de produção de bebidas e, mais especificamente, a máquinas de produção de bebidas que compreendem uma câmara de infusão e os meios hidráulicos para controlar a abertura e o fechamento ou a câmara de infusão. As formas de realização aqui descritas se referem a máquinas de produção de bebidas que utilizam cápsulas contendo ao menos um ingrediente a partir do qual a bebida é produzida.

Fundamento da invenção

[002] Para a produção de bebidas e bebidas quentes, tal como, por exemplo, infusões à base de vegetais, chá, café e similares, são freqüentemente utilizadas as embalagens de dose única na forma de cápsulas ou saches. Deste ponto em diante, o termo cápsula será usado para designar qualquer embalagem de dose única, incluindo cartuchos rígidos ou macios, cápsulas ou saches, tanto perfurados quanto injetados. Deverá ser compreendido que, a menos que indicado especificamente, o termo engloba qualquer tipo de embalagem de dose única adequada para preparar bebidas por extração usando água quente e possivelmente pressurizada. Uma embalagem de dose única pode incluir ingredientes suficientes para preparar mais do que apenas uma porção de bebida, por exemplo, duas porções. O termo bebida, tal como aqui utilizado, designa qualquer produto comestível, principalmente líquido ou semi-líquido.

[003] Algumas máquinas de produção de bebidas conhecidas compreendem uma câmara de infusão apresentando ao menos uma primeira porção da câmara de infusão e uma segunda porção da câmara de infusão, que são móveis uma em relação à outra para receber uma cápsula entre as mesmas e encerram de forma estanque a cápsula na câmara de infusão. Uma vez que a câmara de infusão estiver fechada, a água quente e possivelmente pressurizada é feita passar pela câmara de infusão e a cápsula retida na mesma. A água quente extrai os ingredientes contidos na cápsula, produzindo a bebida quente.

[004] Em algumas máquinas de produção de bebidas, a abertura e o fechamento da câmara de infusão são realizados manualmente por meio de uma alavanca. Outras máquinas de produção de bebidas conhecidas são compreendidas por um mecanismo hidráulico para abrir e fechar a câmara de infusão.

[005] Por exemplo, o documento US 2013/0112084 descreve uma máquina de produção de bebidas em que uma bomba fornece água fria para um atuador de tipo pistão-cilindro hidráulico, que abre e fecha a câmara de infusão. A mesma bomba fornece água adicional através de um aquecedor de água, a partir do qual a água quente é distribuída através de uma válvula reguladora de pressão na câmara de infusão. Uma cápsula pode ser disposta na câmara de infusão para receber água quente e distribuir a bebida extraída a partir dos ingredientes contidos na mesma pela água quente.

[006] O documento WO2012/049596 descreve outra máquina de produção de café, apresentando um mecanismo hidráulico de abertura e fechamento. A bomba fornece água quente para a câmara de infusão e água fria para um atuador de tipo pistão-cilindro, que fecha e mantém a câmara de infusão na posição fechada durante a infusão.

[007] O documento WO-A-02/058523 descreve uma unidade de infusão que compreende uma câmara de infusão que apresenta ao menos uma primeira porção da câmara de infusão e uma segunda porção da câmara de infusão, móvel uma em relação à outra, configurada e disposta para assumir uma posição aberta e uma posição fechada de infusão. É previsto um atuador hidráulico, para controlar o movimento de fechamento e abertura da câmara de infusão. Ainda é prevista uma bomba de água, que é conectada de modo fluídico à câmara de infusão através de um primeiro percurso de água e ainda é conectada de modo fluídico ao atuador hidráulico através de um segundo percurso de água, de modo que a bomba pode fornecer água pressurizada para a câmara de infusão e para o atuador hidráulico, respectivamente. Um aquecedor de água é disposto ao longo do primeiro percurso de água. Uma primeira válvula é posicionada ao longo do primeiro percurso de água e uma segunda válvula é posicionada ao longo do segundo percurso de água, entre a bomba de água e o atuador hidráulico. A primeira válvula compreende um obturador e uma mola e é calibrada para abrir quando a pressão da água no primeiro percurso de água atingir um valor de pressão pré-definido. A segunda válvula é uma eletro-válvula que é alterada de forma seletiva entre uma primeira posição e uma segunda posição. Na primeira posição, a segunda válvula conecta de forma fluídica o atuador hidráulico à bomba e ao primeiro percurso de água. Na segunda posição, a segunda válvula conecta de forma fluídica o atuador hidráulico com uma linha de retorno de água, através da qual a água fria do atuador hidráulico é retornada a um tanque de água. Quando um ciclo de infusão é realizado, a segunda válvula é alterada na primeira posição e a bomba começa a bombear água no segundo percurso de água. A primeira válvula permanece fechada até que a pressão nos primeiros e segundos percursos de água atinja a pressão pré-definida na qual a primeira válvula se abre. Quando a primeira válvula abre- se, a água flui através da câmara de infusão. A segunda válvula permanece aberta de tal forma que a mesma pressão da água seja presente tanto no primeiro quanto no segundo percurso de água. A pressão de fechamento do atuador hidráulico é desse modo ajustada pela pressão de abertura da primeira válvula.

[008] Nestas máquinas conhecidas que apresentam um mecanismo de fechamento hidráulico, a água quente pressurizada é distribuída através da câmara de infusão; a pressão deve ser suficiente para habilitar o atuador hidráulico a manter com segurança a câmara de infusão na posição fechada, enquanto a água quente flui através dela.

[009] Estes dispositivos conhecidos, portanto, sofrem de algumas limitações relativas à pressão selecionável na qual a bebida pode ser extraída, que é determinada pela pressão de fechamento. A pressão de extração afeta as características organolépticas da bebida e, portanto, o resultado final do processo de infusão.

[0010] Portanto, há uma necessidade de melhorar ainda mais tais máquinas conhecidas, para superar ou ao menos aliviar uma ou mais dentre as limitações das máquinas conhecidas.

Síntese da invenção

[0011] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecida uma máquina de produção de bebidas, compreendendo um circuito hidráulico que é projetado para controlar a abertura e o fechamento de uma câmara de infusão e para fornecer água quente pressurizada através da câmara de infusão a uma pressão que pode ser independente da pressão necessária para o fechamento da câmara de infusão. Mais especificamente, de acordo com as formas de realização aqui descritas, é fornecida uma máquina de produção de bebidas, que compreende uma câmara de infusão que apresenta ao menos uma primeira porção da câmara de infusão e uma segunda porção da câmara de infusão, móveis uma em relação à outra, configuradas e dispostas para assumirem uma posição aberta e uma posição de infusão fechada.

[0012] Em adição, é previsto ao menos um atuador hidráulico, para controlar os movimentos de fechamento e abertura da câmara de infusão. Uma bomba de água é conectada de forma fluídica à câmara de infusão através de um primeiro percurso de água e é conectada ainda de maneira fluídica ao atuador hidráulico através de um segundo percurso de água para fornecer seletivamente água pressurizada para a câmara de infusão e para o atuador hidráulico, respectivamente. Um aquecedor de água é disposto ao longo do primeiro percurso de água, para aquecer a água de infusão fornecida na câmara de infusão. Uma primeira disposição de válvula é posicionada ao longo do primeiro percurso de água.

[0013] A máquina de produção de bebidas compreende ainda uma segunda disposição de válvula posicionada ao longo do segundo percurso de água, entre a bomba de água e o atuador hidráulico.

[0014] A primeira disposição de válvula e a segunda disposição de válvula são configuradas e controladas de tal modo que, durante uma etapa de fechamento da câmara de infusão, a primeira disposição de válvula é fechada e a segunda disposição de válvula é aberta, e a água é fornecida pela bomba de água para o atuador hidráulico. Ao atingir uma pressão de fechamento no atuador hidráulico, a segunda disposição de válvula é fechada para isolar fluidicamente o atuador hidráulico da bomba de água e manter a pressão de fechamento no atuador hidráulico. O primeiro dispositivo de válvula é aberto, permitindo que a água seja entregue pela bomba de água através do aquecedor de água na câmara de infusão.

[0015] Por meio do fornecimento de uma primeira disposição de válvula e de uma segunda disposição de válvula, a máquina de produção de bebidas é assim apta a operar em valores variáveis de pressão de infusão, sempre sob condições seguras de pressão de fechamento. A pressão de fechamento é definida em um valor que pode ser diferente, por exemplo, maior do que a pressão de infusão. Desse modo, é obtida uma máquina de produção de bebidas segura, confiável e flexível. A pressão de infusão pode ser selecionável ou ajustável, por exemplo, com o uso de um sinal de controle que atua sobre a bomba, ou usando uma válvula de contra-pressão, por exemplo, disposta a jusante da câmara de infusão. A pressão de infusão pode assim ser ajustada, por exemplo, a um valor que seja substancialmente inferior à pressão necessária para fechar com segurança a câmara de infusão. A máquina de produção de bebidas torna-se assim mais flexível e pode oferecer opções adicionais de seleção para o usuário.

[0016] De acordo com algumas formas de realização, para obter uma configuração particularmente compacta e de baixo custo, a primeira disposição de válvula pode compreender ao menos uma primeira válvula de três vias apresentando uma entrada da válvula acoplada de forma fluídica ao aquecedor de água, uma primeira saída da válvula acoplada de forma fluídica à câmara de infusão e, uma segunda saída da válvula acoplada de forma fluídica a uma bandeja de gotejamento. A válvula de três vias pode ser controlada eletronicamente por uma unidade de controle central, para fornecer de forma seletiva a água do aquecedor de água para a câmara de infusão e para descarregar a água residual da câmara de infusão na bandeja de gotejamento no final de um ciclo de infusão.

[0017] Em algumas formas de realização, a primeira disposição de válvula pode ainda compreender ainda uma válvula de fechamento disposta em série com a primeira válvula de três vias, a montante ou a jusante do aquecedor de água. A válvula adicional de fechamento pode ser uma eletro-válvula controlada pela unidade de controle central da máquina de produção de bebidas. A válvula de fechamento provê uma ação de fechamento mais segura a montante da primeira válvula de três vias, que pode ser mais simples e menos dispendiosa, uma vez que não é necessário suportar toda a pressão a montante gerada pela bomba durante a etapa de fechamento da câmara de infusão.

[0018] Em algumas formas de realização, a segunda disposição de válvula compreende uma segunda válvula de três vias apresentando uma entrada da válvula acoplada de forma fluídica à bomba de água, uma primeira saída da válvula, acoplada de forma fluídica ao atuador hidráulico e uma segunda saída da válvula, acoplada de forma fluídica a um tanque de água, a partir do qual a água é sugada pela bomba de água. Através da válvula de três vias, a água utilizada para pressurizar o atuador pode ser retornada ao tanque de água, reduzindo assim o consumo de água.

[0019] A segunda disposição de válvula ainda pode compreender uma válvula de retenção disposta em série com a segunda válvula de três vias e a montante da mesma, entre a bomba de água e a segunda válvula de três vias. A válvula de retenção evita que a água flua de volta do atuador hidráulico para a bomba de água e/ou para o primeiro percurso de água e mantém a pressão de fechamento no atuador hidráulico.

[0020] Em algumas formas de realização, o atuador hidráulico compreende ao menos um sistema de tipo cilindro-pistão, ou dois sistemas de tipo cilindro-pistão em paralelo, o que pode prover uma ação de fechamento mais equilibrada.

[0021] A unidade de infusão pode compreender um mecanismo de inserção de cápsula, com uma fenda de inserção de cápsula, no qual as cápsulas podem ser introduzidas por gravidade e, um elemento de suporte de cápsula, configurado e disposto de modo a reter uma cápsula em uma posição intermediária, antes do fechamento da câmara de infusão. Desse modo é obtida uma disposição particularmente eficiente de manejo da cápsula.

[0022] O atuador hidráulico pode ser configurado para mover ao menos uma dentre a primeira porção da câmara de infusão e a segunda parte da câmara de infusão para introduzir a cápsula na câmara de infusão e fechar de forma estanque a câmara de infusão com a cápsula na mesma. A outra câmara de infusão pode ser estacionária em relação a uma estrutura de suporte. Em outras formas de realização, ambas as porções da câmara de infusão podem ser móveis e atuadas pelo atuador hidráulico.

[0023] O atuador hidráulico pode ser acoplado de modo acionado a uma dentre a primeira porção da câmara de infusão e a segunda porção da câmara de infusão através de uma alavanca de atuação, que fornece a força de fechamento correta na câmara de infusão. Por exemplo, a alavanca de atuação pode compreender um braço rotativo, suportado de forma rotativa por uma estrutura que aloja a câmara de infusão e, sendo que o braço rotativo é articulado de forma rotativa para uma primeira haste, por sua vez conectada de forma articulada a uma dentre a dita primeira porção da câmara de infusão e a segunda porção da câmara de infusão.

[0024] Se for previsto um elemento de suporte da cápsula, para suportar a cápsula em uma posição intermediária antes do fechamento da câmara de infusão, a alavanca de atuação pode compreender ainda uma segunda haste, operacionalmente conectada ao elemento de suporte da cápsula, de modo que um movimento de fechamento imposto pelo atuador hidráulico à câmara de infusão também controla um movimento de retirada do elemento de suporte da cápsula, para mover o elemento de suporte da cápsula a partir de uma posição de suporte da cápsula, em direção a uma posição inoperante, quando a câmara de infusão estiver fechada.

[0025] De acordo com um aspecto adicional, a invenção se refere a um método para extrair uma bebida a partir de uma cápsula que contém os ingredientes da bebida no interior da mesma, o método compreendendo as etapas a seguir: a introdução da cápsula em uma câmara de infusão compreendida por, ao menos, uma primeira porção da câmara de infusão e uma segunda porção da câmara de infusão; o fechamento de forma estanque a câmara de infusão por meio da movimentação da primeira porção da câmara de infusão e da segunda porção da câmara de infusão em uma posição de fechamento estanque através de um atuador hidráulico operado por um fluido pressurizado fornecido por uma bomba de água até que seja alcançada uma pressão de fechamento; a interrupção do fluxo de água em direção ao atuador hidráulico, mantendo assim o atuador hidráulico na pressão de fechamento, enquanto fornecendo água a uma pressão de infusão na câmara de infusão por meio de dita bomba de água e de um aquecedor de água.

[0026] Outras características e vantagens da invenção serão melhor apreciadas a partir da descrição detalhada a seguir das formas de realização de exemplo.

Breve descrição dos desenhos

[0027] Uma apreciação mais completa das formas de realização descritas da invenção e muitas de suas vantagens auxiliares serão facilmente obtidas, uma vez que a mesma se torna melhor compreendida por meio da referência à descrição detalhada a seguir quando considerada em conexão com os desenhos acompanhantes, nos quais: a figura 1 ilustra um diagrama funcional de uma máquina de produção de bebidas de acordo com uma forma de realização da presente invenção; a figura 2 ilustra uma vista em corte da câmara de infusão e relativo atuador hidráulico em uma posição aberta; a figura 3 ilustra uma vista axonométrica do atuador hidráulico na posição da figura 2; a figura 4 ilustra uma vista em corte semelhante à figura 2 com a câmara de infusão na posição fechada; a figura 5 ilustra uma vista axonométrica do atuador hidráulico na posição da figura 4; a figura 6 ilustra uma vista em corte semelhante à da figura 4, de acordo com uma forma de realização diferente da unidade de infusão.

Descrição detalhada das formas de realização

[0028] A invenção será primeiramente ilustrada fazendo referência ao diagrama de bloco funcional esquemático da figura 1. Os detalhes estruturais das formas de realização da invenção serão descritos em maior detalhe com referência às figuras 2 a 5.

[0029] A máquina de produção de bebidas 1 pode compreender uma unidade de infusão composta por uma câmara de infusão representada esquematicamente pelo bloco 3. Os detalhes de uma câmara de infusão de acordo com uma forma de realização possível serão descritos em maior detalhe com referência sendo feita às figuras 2 a 5. A câmara de infusão 3 é operacionalmente acoplada ao atuador hidráulico 5, que pode incluir um primeiro sistema de pistão cilíndrico 7 e um segundo sistema de pistão cilíndrico 9. Em outras formas de realização, pode ser utilizado um único sistema de tipo cilindro-pistão. As características estruturais das formas de realização do atuador hidráulico 5 serão descritas em maior detalhe posteriormente, com referência às figuras 2 a 5. Estas figuras também ilustram a conexão mecânica entre o atuador hidráulico 5 e a câmara de infusão 3. Por enquanto, basta que se observe que o atuador hidráulico 5 é operacionalmente conectado à câmara de infusão 3 de modo a abrir e fechar as duas porções que formam a câmara de infusão 3, sendo que uma cápsula contendo o ingrediente C é introduzida para a produção de uma bebida.

[0030] Na forma de realização ilustrada na figura 1, a máquina de produção de bebidas 1 compreende ainda um circuito hidráulico 11. O circuito hidráulico 11 pode incluir um tanque de água 13, a partir do qual a água é entregue ao atuador hidráulico 5 para acionar o movimento de abertura e fechamento da câmara de infusão 3. Em adição, a água é entregue a partir do tanque de água através de um aquecedor de água, para distribuir água quente através da câmara de infusão 3 durante um ciclo de infusão.

[0031] Em algumas formas de realização, o circuito hidráulico 11 compreende uma bomba de água 15, a qual bombeia a água do tanque de água 13 para o atuador hidráulico 5 e a câmara de infusão 3. A jusante da bomba 15 pode ser fornecida uma válvula de segurança 17. A válvula de segurança 17 é conectada à bomba 15 e ao tanque de água 13 e pode ser dotada de uma válvula de proteção contra sobre-pressão, que descarrega a água do circuito hidráulico no tanque de água 13, por exemplo, caso a pressão no circuito hidráulico exceda um limiar de pressão, por exemplo, de 20 a 23 bar.

[0032] O circuito hidráulico 11 compreende ainda um primeiro percurso de água 19 que conecta a bomba de água 15 à câmara de infusão 3. Ao longo do primeiro percurso de água 19 é posicionada uma primeira disposição de válvula 20. A jusante da válvula de segurança 17 um aquecedor de água 21 é adicionalmente posicionado ao longo do primeiro percurso de água 19. Na forma de realização da figura 1, o aquecedor de água 21 é disposto a montante da primeira disposição de válvula 20. A entrada do aquecedor de água 21 é acoplada de forma fluídica, através da válvula de segurança 17, no lado de fornecimento da bomba de água 15. A saída do aquecedor de água 21 é, por sua vez, acoplada de forma fluídica na primeira disposição de válvula 20.

[0033] De acordo com algumas formas de realização, a primeira disposição de válvula 20 pode compreender uma primeira válvula de três vias 23 e uma válvula de fechamento 25 a montante da mesma. A válvula de três vias 23 e a válvula de fechamento 25 são dispostas em série, com a válvula de fechamento 25 localizada a montante da válvula de três vias 23 em relação à direção do fluxo de água no primeiro percurso de água 19. A válvula de fechamento 25 pode ser uma válvula acionada eletronicamente, ou seja, uma eletro-válvula, controlada eletricamente, por exemplo, através de uma unidade de controle central 27. De modo semelhante, a primeira válvula de três vias 23 pode ser uma válvula acionada eletricamente, ou seja, uma eletro-válvula, controlada eletricamente, por exemplo, pela unidade de controle central 27.

[0034] Em outras formas de realização, o aquecedor de água 21 pode ser posicionado entre a válvula de fechamento 25 e a primeira válvula de três vias 23.

[0035] A primeira válvula de três vias 23 compreende uma entrada da válvula em comunicação fluída com a válvula de fechamento 25 e uma primeira saída da válvula em comunicação fluída com a câmara de infusão 3. Uma segunda saída da válvula, da válvula de três vias 23, pode ser conectada de forma fluídica a uma bandeja de gotejamento 29.

[0036] Um segundo percurso de água 31 conecta de forma fluídica a bomba de água 15 ao atuador hidráulico 5. Em algumas formas de realização, uma segunda disposição de válvula 32 é localizada ao longo do segundo percurso de água 31. A segunda disposição de válvula 32 pode compreender uma segunda válvula de três vias 33 e uma válvula de retenção, ou seja, a válvula de retenção 35, posicionada a montante da segunda válvula de três vias 33 em relação à direção do fluxo de água ao longo do segundo percurso de água 31. A válvula de três vias 33 pode ser uma válvula acionada eletricamente, ou seja, uma eletro-válvula controlada pela unidade de controle central 27.

[0037] A segunda válvula de três vias 33 compreende uma entrada da válvula em comunicação fluída com a bomba de água 15 através da válvula de retenção 35 e da válvula de segurança 17. Uma primeira saída da válvula, da segunda válvula de três vias 33, é em comunicação fluída com o atuador hidráulico 5. Uma segunda saída da válvula, da segunda válvula de três vias 33, é em comunicação fluída com o tanque de água 13 através de um duto de retorno 36.

[0038] A operação da máquina de produção de bebidas 1 será agora descrita fazendo referência ao diagrama de blocos funcional esquemático da figura 1.

[0039] Quando um ciclo de infusão começa, após a inserção de uma cápsula C na câmara de infusão 3, esta será fechada antes de começar o fornecimento de água quente através da câmara de infusão 3, a fim de extrair a bebida. O encerramento da câmara de infusão 3 é realizado por meio da ativação da bomba de água 15. A água é sugada a partir do tanque de água 13 pela bomba de água 15 e é fornecida através do segundo percurso de água 31 para o atuador hidráulico 5. Durante esta etapa do ciclo de infusão, a válvula de fechamento 25 é fechada, de tal modo que nenhuma água é fornecida através do aquecedor de água 29 em direção à câmara de infusão 3.

[0040] A água pressurizada fornecida ao atuador hidráulico 5 faz com que o último feche a câmara de infusão, conforme será descrito em maior detalhe, com referência às figuras 2 a 5. A segunda válvula de três vias 33 é aberta permitindo assim que a água flua através da primeira saída da mesma para o atuador hidráulico 5. Esta etapa de fechamento da câmara de infusão termina uma vez que a pressão de fechamento desejada tenha sido alcançada no atuador hidráulico 5. A pressão pode ser detectada, por exemplo, no cilindro tanto de um quanto do outro dentre os dois sistemas de tipo pistão- cilindro 7, 9, ou então, ao longo do segundo percurso de água 31. Em outras formas de realização, a pressão pode ser medida em uma posição diferente ao longo do circuito hidráulico ou, a força de fechamento pode ser medida diretamente, por exemplo, por meio de uma célula de carga ou aplicada à uma ou à outra dentre as duas porções móveis da câmara de infusão ou em qualquer um dos elementos mecânicos que conectam o atuador hidráulico 5 à câmara de infusão 3.

[0041] Uma vez que a pressão de fechamento ou a força de fechamento requerida tenha sido alcançada, a válvula 25 pode ser aberta e o bombeamento de água em direção à câmara de infusão 3 pode começar. Se for desejada uma bebida quente, antes de fluir a água através do primeiro percurso de água 19, o aquecedor de água 21 deve ser acionado e a entrega de água através do mesmo será habilitada após atingir uma temperatura suficiente no interior do aquecedor de água, que pode ser detectada por um sensor de temperatura adequado ou similar. O aquecedor de água 21 pode ser um aquecedor de fluxo contínuo de água, apresentando um pequeno volume interno e absorção de energia elétrica muito alta, de tal modo que a água seja aquecida instantaneamente enquanto flui através do aquecedor de água 21. O aquecedor de água 21 pode ser acionado, por exemplo, quando a máquina de produção de bebidas for iniciada. Em algumas formas de realização, o aquecedor de água 21 pode ser mantido em condição de espera, o que limita o consumo de energia elétrica. O aquecedor de água 21 pode ser acionado, ou mudado de uma condição de espera para uma condição operacional, por exemplo, mediante o início de um ciclo de infusão, quando a bomba de água 15 começa a bombear água fria para o atuador hidráulico 5. Em algumas formas de realização, o aquecedor de água 21 pode ser comutado ou acionado em uma condição ativa antes de energizar a bomba de água 15.

[0042] O fluxo de água da bomba de água 15 na, e através da, câmara de infusão 3 é permitido por meio da abertura da válvula 25 e da válvula de três vias 23, colocando a entrada da mesma em comunicação fluída com a primeira saída da válvula. O bombeamento de água terminará quando a quantidade desejada de água tiver sido entregue através da câmara de infusão 3. A bebida é fornecida através de um bocal de distribuição de bebida 41 para uma caneca CP ou outro recipiente.

[0043] A infusão pode ser finalizada manualmente, quando o usuário tiver percebido a quantidade desejada de bebida na caneca CP.

[0044] Em outras formas de realização, a entrega de água quente pode ser interrompida automaticamente, quando uma dada quantidade de água tiver sido fornecida à câmara de infusão 3. A quantidade de água pode ser detectada por um medidor de fluxo 43, que pode ser disposto ao longo do percurso de fluxo entre o tanque de água 13 e a câmara de infusão 3, por exemplo, entre o tanque de água 13 e a bomba 15.

[0045] A entrega de pressão da bomba 15 pode ser ajustada a qualquer valor desejado, por exemplo, até mesmo muito abaixo da pressão de fechamento no segundo percurso de água 31. Isto é possível graças a uma primeira disposição de válvula separada 20 e uma segunda disposição de válvula 32. A segunda disposição de válvula 32 mantém a pressão na seção a jusante do segundo percurso de água 31 na pressão de fechamento, que foi atingida durante o fechamento da câmara de infusão, a dita pressão sendo mantida independentemente da pressão real no primeiro percurso de água 19.

[0046] A pressão de infusão pode ser ajustada de qualquer maneira conhecida ou pode ser fixa, dependendo das características da máquina de produção de bebidas 1. Por exemplo, uma válvula de contrapressão (não mostrada) pode ser disposta a jusante da câmara de infusão 3, entre a câmara de infusão 3 e o bocal de distribuição de bebida 41. A válvula de contrapressão pode ser ajustável para ajustar a pressão de infusão na câmara de infusão 3 no valor desejado. A pressão de infusão na câmara de infusão 3 pode modificar substancialmente as características organolépticas da bebida dispensada da câmara de infusão 3. Pode ser necessária uma ampla gama de pressões de infusão para diferentes cápsulas C usando diferentes ingredientes, por exemplo, para preparar café expresso, café normal, americano café, chá e similares.

[0047] Uma vez que a quantidade necessária de água tenha sido dispensada através do primeiro percurso de água 19, a câmara de infusão 3 pode ser aberta e a cápsula usada C pode ser removida. De acordo com algumas formas de realização, antes da abertura da câmara de infusão 3, a pressão na mesma pode ser descarregada, por exemplo, através da comutação da válvula de três vias 23 de tal modo que a segunda saída da válvula seja aberta, enquanto o fornecimento de água do aquecedor de água 21 é interrompido. A pressão residual no interior da câmara de infusão 3 pode ser descarregada, por exemplo, ao longo de uma linha de respiro 45 que pode terminar sobre a bandeja de gotejamento 29.

[0048] Uma vez que a pressão na câmara de infusão 3 tenha sido liberada, o atuador hidráulico 5 pode ser aberto, através da mudança da válvula de três vias 33, tal água contida no atuador hidráulico 5 é retornada através do duto de retorno 36 no tanque de água 13. A água do atuador hidráulico 5 é assim recuperada, de tal modo que o consumo total de água seja reduzido.

[0049] As figuras 2 a 5 ilustram detalhes mecânicos e estruturais de uma forma de realização de exemplo da câmara de infusão 3 e do relativo atuador hidráulico 5.

[0050] A câmara de infusão 3 pode ser compreendia por uma primeira porção da câmara de infusão 51 e uma segunda porção da câmara de infusão 53. Tanto uma quanto a outra ou ambas as porções da câmara de infusão 51 e 53 podem ser móveis em relação à estrutura 55. A estrutura 55 pode ser estacionária, alojada em uma caixa da máquina de produção de bebidas 1, não mostrada.

[0051] Na forma de realização de exemplo ilustrada nas figuras 2 a 5, a primeira porção da câmara de infusão 51 é estacionária em relação à estrutura 55, enquanto a segunda porção da câmara de infusão 53 é móvel, de acordo com a flecha dupla F, sob o controle do atuador hidráulico 5.

[0052] Na forma de realização mostrada nas figuras 2 a 5, a primeira porção da câmara de infusão 51 apresenta um recesso interno 57, que pode ser conformado de acordo com o formato da cápsula C. O formato da porção da câmara de infusão 51 e, mais especificamente, de seu recesso 57, pode mudar dependendo do formato da cápsula utilizada. O recesso 57 pode alojar uma placa de perfuração 59 disposta no fundo do recesso 57. A placa de perfuração 59 tem a função de perfurar a cápsula durante o fechamento da câmara de infusão 3, de uma maneira conhecida per se e não descrita.

[0053] O número de referência 61 designa um duto de distribuição de bebida acoplado de forma fluídica ao bocal de distribuição de bebida 41.

[0054] A segunda porção da câmara de infusão 53 pode compreender um elemento de fechamento 63 que é configurado para fechar a abertura do recesso 57 da primeira porção da câmara de infusão 51.

[0055] Em algumas formas de realização, a segunda porção da câmara de infusão 53 pode, por sua vez, ser dotada de um segundo perfurador 65, que se estende através de uma placa 67 durante o fechamento da câmara de infusão 3, de tal modo que o segundo perfurador 55 perfura uma parede de fechamento superior da cápsula C.

[0056] Deverá ser compreendido que a estrutura acima descrita da câmara de infusão 3 é dada apenas como uma forma de realização de exemplo de uma configuração possível da câmara de infusão. Os detalhes da câmara de infusão 3 e as relativas porções da câmara de infusão 51 e 53 podem variar dependendo do projeto da câmara de infusão 3 que, por sua vez, pode depender das características da cápsula C para as quais a câmara de infusão 3 foi projetada. Tais detalhes, portanto, não serão descritos mais adiante neste documento.

[0057] No parte superior da estrutura 55 pode ser previsto uma fenda de inserção de cápsula 71, através do qual as cápsulas C podem ser introduzidas por gravidade de acordo com a seta G.

[0058] Em algumas formas de realização, um elemento de suporte 73 pode ser combinado à câmara de infusão 3. O elemento de suporte 73 é configurado e disposto para suportar a cápsula C em uma posição intermediária, mediante a inserção através da fenda de inserção de cápsula 71, antes do fechamento da câmara de infusão 3. O elemento de suporte 73 pode ser concebido de diversas formas de acordo com a estrutura da câmara de infusão. A estrutura real do elemento de suporte é independente das características do circuito hidráulico da máquina de produção de bebidas e pode variar, por exemplo, dependendo das características e da estrutura da câmara de infusão 3.

[0059] Apenas a título de exemplo, na forma de realização de exemplo ilustrada, o elemento de suporte 72 é articulado em 75 na estrutura 55, no qual a câmara de infusão 3 é alojado. O elemento de suporte 73 é concebido de tal modo que uma cápsula C introduzida na câmara de infusão 3 através da fenda de inserção de cápsula 71 será retida em uma posição intermediária entre a primeira porção da câmara de infusão 51 e a segunda porção da câmara de infusão 53, enquanto a última é na posição aberta. Em algumas formas de realização, a cápsula pode ser retida na posição intermediária por jazer sobre o elemento de suporte 73 e pode na porção da câmara de infusão 51.

[0060] Quando a câmara de infusão 3 é fechada pela movimentação da segunda porção da câmara de infusão 53 em direção e contra a primeira porção da câmara de infusão 51, a cápsula é empurrada pelo elemento de suporte 73 para dentro do recesso 57, enquanto o elemento de suporte 73 se move para cima. O encerramento da câmara de infusão 3 é completado pela remoção do elemento de suporte 73 para fora da trajetória da segunda porção da câmara de infusão 53 que se desloca em direção à primeira porção da câmara de infusão 51.

[0061] Na figura 2, o elemento de suporte 73 se encontra na posição ativa, onde pode suportar uma cápsula C na posição intermediária. Na figura 4, o elemento de suporte 73 foi retirado da trajetória da porção móvel da câmara de infusão 53 e as duas porções da câmara de infusão 51 e 53 se encontram na posição fechada de forma estanque com a cápsula C entre as mesmas, pronta para receber a água quente pressurizada através da mesma.

[0062] Nas figuras 2 a 5, uma estrutura possível do atuador hidráulico 5 é descrita com mais detalhes. Também são descritos os elementos mecânicos, com os quais o atuador hidráulico 5 controla o movimento da porção da câmara de infusão 53 e do elemento de suporte 73 para retirá-la da trajetória da porção móvel da câmara de infusão 53.

[0063] Os dois sistemas de tipo pistão-cilindro 7 e 9 que formam o atuador hidráulico 5 são melhor ilustrados nas figuras 3 e 5. Ambos são conectados à mesma entrada de água 79 que representa a porção final do segundo percurso de água 31. Os números de referência 7C e 9C designam os cilindros dos dois sistemas de tipo cilindro-pistão 7 e 9 enquanto os números de referência 7P e 9P designam os pistões alojados de forma deslizante nos cilindros 7C e 9C.

[0064] As hastes de cada pistão 7P, 9P, que se estendem para fora do respectivo cilindro 7C e 9C, são articuladas em 81 a um braço rotativo 83. O braço 83, por sua vez, é articulado de forma rotativa em 85 na estrutura 55 e pode rotacionar em torno de si. Uma extremidade do braço rotativo 83 em oposição à articulação 81 é articulada em 87 a uma primeira haste de conexão 89. A haste de conexão 89 é, por sua vez, articulada em 91 na porção móvel da câmara de infusão 53, que pode ser guiada ao longo de canais de guia preferivelmente retilíneos 93. Os canais de guia podem ser formados em cada um dos flancos opostos da estrutura 55 e podem ser, de preferência, orientados horizontalmente.

[0065] Como pode ser facilmente apreciado pela comparação das figuras 2 e 4, quando os pistões 7P, 9P dos dois sistemas de tipo pistão-cilindro 7, 9 se encontram na posição estendida, o braço rotativo 83 rotaciona de acordo com a seta f83, no sentido horário nos desenhos, provocando o movimento para a frente ao longo dos canais de guia 93 da porção da câmara de infusão móvel 53 em direção à posição de fechamento contra a porção fixa da câmara de infusão 51. Inversamente, quando os pistões 7P, 9P são retraídos nos respectivos cilindros 7C, 9C dos dois sistemas de tipo pistão-cilindro 7, 9 o braço rotativo 83 é retornado na posição original (figura 2) na qual a porção móvel da câmara de infusão 53 se encontra na posição aberta, afastada da porção fixa da câmara de infusão 51.

[0066] Como pode ser melhor visto nas figuras 3 e 5, na forma de realização ilustrada, o braço rotativo 83 é de fato um braço duplo, ao qual é conectada uma haste de conexão dupla 89. As duas porções da haste de conexão dupla 89 são dispostas nos dois lados opostos porção móvel da câmara de infusão 53, de tal modo que é obtido um melhor controle e uma distribuição mais eficiente da força de fechamento.

[0067] Na forma de realização ilustrada nas figuras 2 a 5, uma segunda haste de conexão 101 é articulada em torno do pino 81 na hastes dos pistões 7P e 9P. A extremidade distal da segunda haste de conexão 101 é articulada em 103 em um elemento rotativo 105 que é conectado na estrutura 55 de modo a rotacionar em torno de um eixo 107.

[0068] O elemento rotativo 105 é, por sua vez, conectado de forma rotativa a uma alavanca 111, a extremidade distal da qual compreende um perfil de câme 113 na forma de um canal arqueado. O perfil de câme 113 engata um seguidor 115, que é integral com o elemento de suporte 73 e é móvel de forma deslizante no perfil de câme 113.

[0069] Como melhor mostrado nas figuras 3 e 5, a alavanca 111 pode ser uma alavanca dupla, formando um perfil de câme duplo 113, disposto dentro e adjacente da duas paredes laterais opostas da estrutura 55, entre as quais a câmara de infusão 3 é disposta. Um seguidor duplo 115, que se estende a partir de ambos os lados do elemento de suporte 73, engata no perfil de câme duplo 113.

[0070] Como pode ser apreciado a partir das figuras 2 e 4, o movimento de extração e retração dos pistões 7P, 9P dos dois sistemas de tipo pistão-cilindro 7, 9 que formam o atuador hidráulico 5 provoca um movimento de rotação do elemento de rotação 105 e, correspondentemente, através da alavanca 111, um movimento de rotação do elemento de suporte 73 em torno do eixo 75. Este movimento faz com que o elemento de suporte 73 atinja a posição retirada da figura 4, permitindo o fechamento completo e a reabertura da câmara de infusão 3 por meio do movimento da porção móvel da câmara de infusão 53 em direção e além da porção fixa da câmara de infusão 51.

[0071] A figura 6 ilustra uma vista em corte de uma unidade de infusão 2 compreendida por uma câmara de infusão 3 em uma segunda forma de realização de exemplo. As mesmas partes, elementos e componentes já descritos em conexão com as figuras 2 a 5 são identificados com os mesmos números de referência e não serão descritos novamente. A principal diferença entre a forma de realização da figura 6 e a forma de realização das figuras 2-5 se refere à conexão mecânica entre o atuador hidráulico 5 e o braço rotativo 83. Na forma de realização da figura 6, os sistemas de tipo pistão-cilindro 7, 9 podem ser rigidamente montados na estrutura 55. Os pistões do sistema de tipo pistão- cilindro 7, 9 são conectados de forma rígida a uma cremalheira dentada 121, que engrena com um setor de engrenagem 123. O setor de engrenagem 123 é rigidamente conectado com, ou integralmente formado no, braço de articulação 83. O movimento alternado retilíneo de acordo com a seta f121 da cremalheira dentada 121, controlado pelos sistemas de tipo pistão-cilindro 7, 9, é desse modo convertido em um movimento alternado rotativo do setor de engrenagem 123 e do braço rotativo 83, o qual, por sua vez, controla o movimento recíproco de abertura e fechamento da porção da câmara de infusão 53.

[0072] A terminologia aqui utilizada tem o propósito apenas de descrever as formas de realização particulares e não se destina a ser limitativa da descrição. Tal como utilizado aqui, as formas singulares “a/o”, “um/uma” e “da/do” destinam-se a incluir também as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Será entendido ainda que os termos “compreende” e/ou “compreendendo”, quando utilizados nesta descrição e nas reivindicações anexas, especificam a presença das características, inteiros, etapas, operações, elementos e/ou componentes declarados, mas não elimina a presença ou adição de um ou mais recursos, inteiros, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos dos mesmos.

[0073] Apesar da invenção ter sido descrita em conexão com o que é atualmente considerado como sendo os exemplos mais práticos e preferidos, deve ser entendido que a invenção não se limita aos exemplos descritos, mas, ao contrário, pretende abranger várias modificações e disposições equivalentes inclusas no espírito e no escopo das reivindicações anexas.

Claims (16)

1. Máquina de produção de bebidas (1), compreendendo: - uma câmara de infusão (3) apresentando ao menos uma primeira porção da câmara de infusão e uma segunda porção da câmara de infusão (51, 53), móvel uma em relação à outra, configurada e disposta para assumir uma posição aberta e uma posição de infusão fechada; - ao menos um atuador hidráulico (5) para controlar o movimento de fechamento e abertura da câmara de infusão (3); - uma bomba de água (15), conectada de forma fluídica à câmara de infusão (3) através de um primeiro percurso de água (19) e conectado ainda de maneira fluídica ao atuador hidráulico (5) através de um segundo percurso de água (31) para fornecer água pressurizada para a câmara de infusão (3) e ao atuador hidráulico (5), respectivamente; - um aquecedor de água (21), disposto ao longo do primeiro percurso de água (19); - uma primeira disposição de válvula (20) posicionada ao longo do primeiro percurso de água (19); - uma segunda disposição de válvula (32) posicionada ao longo do segundo percurso de água (31), entre a bomba de água (15) e o atuador hidráulico (5); - onde a primeira a primeira disposição de válvula (20) e a segunda disposição de válvula (32) são configuradas e controladas de tal modo que: durante uma etapa de fechamento da câmara de infusão, a primeira disposição de válvula (20) é fechada e a segunda disposição de válvula (32) é aberta para fazer com que a água seja fornecida pela bomba de água (15) para o atuador hidráulico (5); e caracterizada por a primeira disposição de válvula (20) e a segunda disposição de válvula (32) serem configuradas e controladas de tal modo que ao atingir uma pressão de fechamento no atuador hidráulico (5), a segunda disposição de válvula (32) é fechada para isolar fluidicamente o atuador hidráulico (5) da bomba de água (15) e manter a pressão de fechamento no atuador hidráulico (5) e, a primeira disposição de válvula (20) é aberta para fazer com que a água seja fornecida pela bomba de água (15) para a câmara de infusão (3) através do aquecedor de água (21).

2. Máquina de produção de bebidas (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a primeira disposição de válvula (20) compreender ao menos uma primeira válvula de três vias (23) que apresenta uma entrada da válvula acoplada de forma fluídica ao aquecedor de água (21), uma primeira saída da válvula acoplada de forma fluídica à câmara de infusão (3) e, uma segunda saída da válvula acoplada de forma fluídica a uma bandeja de gotejamento (29).

3. Máquina de produção de bebidas (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por a primeira disposição de válvula (20) compreender ainda uma válvula de fechamento (25) disposta em série com a primeira válvula de três vias (23), a montante ou a jusante do aquecedor de água (21).

4. Máquina de produção de bebidas (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por a segunda disposição de válvula (32) compreender uma segunda válvula de três vias (33) que apresenta uma entrada da válvula acoplada de modo fluídico à bomba de água (15), a primeira saída da válvula, acoplada de forma fluídica ao atuador hidráulico (5) e uma segunda saída da válvula, acoplada de forma fluídica a um tanque de água (13); e sendo que, de preferência, o tanque de água (13) é acoplado de forma fluídica à bomba de água (15).

5. Máquina de produção de bebidas (1), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por a segunda disposição de válvula (32) compreender ainda uma válvula de retenção (35) disposta em série com a segunda válvula de três vias (33), entre a bomba de água (15) e a segunda válvula de três vias (33).

6. Máquina de produção de bebidas (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o atuador hidráulico (5) compreender ao menos um sistema de tipo pistão-cilindro (7, 9).

7. Máquina de produção de bebidas (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizada por o atuador hidráulico (5) compreender dois atuadores de tipo pistão-cilindro (7, 9) dispostos em paralelo.

8. Máquina de produção de bebidas (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por uma das primeiras porções da câmara de infusão e segunda porção da câmara de infusão (51, 53) apresentar um recesso (57) conformado em taça para receber uma cápsula (C) contendo os ingredientes para a produção da bebida.

9. Máquina de produção de bebidas (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por compreender ainda um mecanismo de inserção de cápsula, com uma fenda de inserção de cápsula (71), através do qual as cápsulas podem ser introduzidas por gravidade e, um elemento de suporte de cápsula (73), configurado e disposto de modo a reter uma cápsula (C) introduzida através da fenda de inserção da cápsula (71); e sendo que o atuador hidráulico (5) move ao menos uma dentre a primeira porção da câmara de infusão e a segunda porção da câmara de infusão (51, 53), para introduzir a cápsula (C) na câmara de infusão (3) e fechar de maneira estanque a câmara de infusão com a cápsula contida na mesma.

10. Máquina de produção de bebidas (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o atuador hidráulico (5) ser acoplado de forma direcionada a uma dentre dita primeira porção da câmara de infusão e segunda porção da câmara de infusão (51, 53) através de uma alavanca de atuação (83, 89).

11. Máquina de produção de bebidas (1), de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por a alavanca de atuação compreender um braço rotativo (83), suportado rotativamente por uma estrutura (55) que aloja a câmara de infusão (3) e, sendo que o braço rotativo (83) é articulado de modo rotativo a uma primeira haste de conexão (89), por sua vez conectada de forma articulada a uma dentre dita primeira porção da câmara de infusão e segunda porção da câmara de infusão (51, 53).

12. Máquina de produção de bebidas (1), de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por o atuador hidráulico (5) ser acoplado de forma direcionada à dita alavanca de atuação (83, 89) por meio de uma disposição de cremalheira e engrenagem (121, 123), a cremalheira sendo integral com o atuador hidráulico (5) e a engrenagem sendo integral com o braço rotativo (83) de dita alavanca (83, 89) e rotacionando integralmente com a mesma.

13. Máquina de produção de bebidas (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizada por a alavanca de atuação compreender ainda uma segunda haste de conexão (101), operacionalmente conectada a um elemento de suporte de cápsula (73), de modo que um movimento de fechamento imposto pelo atuador hidráulico (5) à câmara de infusão (3) controla um movimento de retirada do elemento de suporte de cápsula (73), para remover o elemento de suporte de cápsula (73) de uma posição de suporte da cápsula, entre a primeira porção da câmara de infusão e a segunda porção da câmara de infusão (51, 53), quando a câmara de infusão estiver na posição aberta, em direção a uma posição inoperante, quando a câmara de infusão estiver fechada.

14. Máquina de produção de bebidas (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por ao menos uma dentre a primeira porção da câmara de infusão e segunda porção da câmara de infusão (51, 53) ser móvel em uma direção horizontal.

15. Método para extrair uma bebida de uma cápsula contendo os ingredientes da bebida na mesma, compreendendo as etapas a seguir: - introduzir a cápsula em uma câmara de infusão (3) compreendida por ao menos uma primeira porção da câmara de infusão (51) e uma segunda porção da câmara de infusão (53), a câmara de infusão (3) sendo conectada de forma fluídica a uma bomba de água (15) através de uma primeiro percurso de água (19), uma primeira disposição de válvula (20) e um aquecedor de água (21) sendo posicionados ao longo do primeiro percurso de água (19); e - fechar de maneira estanque a câmara de infusão (3) por meio da movimentação da primeira porção da câmara de infusão (51) e da segunda porção da câmara de infusão (53) em uma posição de fechamento estanque por meio de um atuador hidráulico (5) operado por um fluido pressurizado distribuído pela bomba de água (15) através de um segundo percurso de água (31), onde, ao longo, uma segunda disposição de válvula (32) é posicionada; o método é caracterizado por compreender as etapas a seguir: - quando uma pressão de fechamento for atingida, interromper o fluxo de água em direção ao atuador hidráulico (5) por meio do fechamento da segunda disposição de válvula (32), desse modo isolando fluidicamente o atuador hidráulico (5) da bomba de água (15) e mantendo o atuador hidráulico na pressão de fechamento; e - abrir a primeira disposição de válvula (20), desse modo distribuindo água em uma pressão de infusão na câmara de infusão (3) através do aquecedor de água (21) por meio de dita bomba de água (15).

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por a pressão de infusão ser menor do que a pressão de fechamento.

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