BRPI0717920B1

BRPI0717920B1 - Máquina dispensadora de bebida e método para operar uma máquina dispensadora de bebida

Info

Publication number: BRPI0717920B1
Application number: BRPI0717920-0A
Authority: BR
Inventors: Doglioni Majer Luca
Original assignee: Rhea Vendors S.P.A.
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2018-08-07
Also published as: JP6110334B2; US20180360262A1; JP2014170581A; SG10201502569VA; HK1117366A1; CA2671549A1; JP5566110B2; CN101610704B; ATE544384T1; CO6190588A2; IL199011A0; SG177177A1; CA2671549C; AR064167A1; ES2381020T3; RU2436489C2; RU2009125549A; MX2009005990A; IL219886A0; IL219886A

Description

(54) Título: MÁQUINA DISPENSADORA DE BEBIDA E MÉTODO PARA OPERAR UMA MÁQUINA DISPENSADORA DE BEBIDA (51) Int.CI.: A47J 31/46 (30) Prioridade Unionista: 06/12/2006 EP 06025196.4 (73) Titular(es): RHEA VENDORS S.P.A.

(72) Inventor(es): LUCA DOGLIONI MAJER (85) Data do Início da Fase Nacional: 05/06/2009

1/18 “MÁQUINA DISPENSADORA DE BEBIDA E MÉTODO PARA OPERAR UMA MÁQUINA DISPENSADORA DE BEBIDA.

Campo da Invenção [001] A presente invenção se relaciona a uma máquina dispensadora de bebida e a um método para a operação da mesma. A presente invenção, em particular, se refere, a uma máquina dispensadora de bebida/ café automática ou semiautomática.

[002] Máquinas automáticas e semi-automáticas são bem conhecidas e utilizadas para preparar café ou similares, provendo um fluxo de água quente através de uma câmara de preparação contendo pó de café, sendo que, algumas vezes, uma válvula mecânica é determinada na saída da câmara para ajustar ambas pressão de água na câmara e tempo de infusão de pó de café.

[003] Em geral, o termo “máquina dispensadora de bebida se refere a uma máquina semi-automática (onde o usuário atua na preparação da bebida) ou totalmente automática (a preparação da bebida é feita de modo totalmente automático, sem requerer a presença de um operador, a não ser para selecionar a bebida desejada) para preparar e dispensar uma bebida, tal como café expresso, café Americano, cappuccino, chá, etc..

Descrição de Técnica Anterior [004] A Patente US 2001/ 0050002 descreve uma máquina para preparar e dispensar café expresso. A câmara de preparação compreende um assento roscado coaxial com bocal na saída, onde um membro roscado inserido no assento opera como uma válvula manual. O membro roscado pode ser roscado no assento para obstruir o bocal em uma maior ou menor extensão,

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i.e. fechando parcialmente a saída da câmara de preparação. Através de um ajuste da extensão da inserção do membro roscado no respectivo assento, a contrapressão na câmara de preparação pode ser ajustada para obter um café expresso tendo as características organolépticas desejadas. A extensão de inserção do membro roscado no respectivo assento é provida quando da montagem da máquina. A Patente U.S. N^o 6.711.988 traz uma máquina de café expresso tendo um pistão móvel dentro da câmara de preparação para prensar o pó de café em seu interior e ajustar o volume da câmara. Na saída da câmara, em correspondência com a descarga de café, provê-se uma válvula mecânica para ajustar a contrapressão. A válvula compreende uma mola que suporta uma esfera. Normalmente, a esfera é prensada pela mola contra a saída de descarga da câmara de preparação, impedindo que a bebida saia da câmara. Apenas quando a pressão do café dentro da câmara se torna suficientemente alta para se contrapor à força da mola, que a esfera é forçada de volta e a bebida é dispensada a partir da câmara de preparação. Um controle de operação da válvula é feito selecionando as características de mola da válvula. Na verdade, máquinas tradicionais não permitem o controle da operação da válvula, que atua como obturador na saída da câmara de preparação. Em outras palavras, as válvulas conhecidas, em geral, operam como válvulas de abrir/ fechar, que, contudo, não podem ser controladas para um ajuste rápido ou instantâneo da contrapressão na extensão desejada para compensar parâmetros de operação não-ótimos da máquina de café.

[005] Ademais, válvulas conhecidas não podem ser ajustadas para um valor de contrapressão diferente daquele

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3/18 provido pelo projeto inicial, sem desmontar a máquina ou ajustar por meios manuais os meios de produzir contrapressão. Este problema se refere não apenas a máquinas de café expresso, mas também a outras máquinas automáticas ou semiautomáticas para preparar e dispensar outras bebidas, tal como diferentes tipos de café (café expresso, café Americano, cappucino, etc.) chá, chocolate, etc. que usualmente são providos por tais válvulas conhecidas.

[006] Por conseguinte, há necessidade de máquinas que permitam controle da operação de uma válvula de saída da câmara de preparação para variar tempo e pressão de preparação, e também o processo de preparação para atender um particular gosto de usuário, no que diz respeito às características organolépticas da bebida desejada.

[007] Outro problema das máquinas dispensadoras conhecidas reside no fato de requerer uma manutenção periódica, para limpar a válvula na saída da câmara de preparação. Resíduos de bebidas dispensadas, que se acumulam no assento, freqüentemente prejudicam o funcionamento de válvulas tradicionais. Em particular, o corpo da válvula cola no assento, pelo efeito adesivo dos resíduos.

Sumário da Invenção [008] Trata-se de objetivo da invenção prover uma máquina dispensadora de bebida que contorne os problemas acima mencionados, e que, ao mesmo tempo, seja barata, simples de operar e fácil de limpar.

[009] Trata-se de outro objetivo da invenção prover uma máquina dispensadora de bebida que permita controlar instantaneamente a válvula na saída da câmara de preparação

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4/18 durante as fases de preparação e dispensa visando compensar possíveis alterações de outros parâmetros de valor ótimo da máquina.

[010] Trata-se de objetivo adicional da presente invenção prover uma máquina dispensadora de bebida com uma válvula na câmara de preparação, que possa ser controlada durante as fases de preparação e dispensa da bebida, para ajustar as condições de preparação, de modo a atender as preferências do usuário com respeito ao tipo e qualidade da bebida selecionada.

[011] Estes e outros objetivos são realizados com a invenção, que se relaciona a uma máquina dispensadora de bebida/ café, de acordo com a reivindicação 1, qual máquina podendo ser totalmente automática ou semi-automática.

[012] A máquina dispensadora da invenção proporciona diversas vantagens em relação às configurações de técnica anterior.

[013] Eletroválvulas são fáceis de controlar continuamente, por conseguinte, a unidade de controle pode operar as eletroválvulas sempre que necessário durante o processo de preparação. Dentre as eletroválvulas, as válvulas piezo-elétricas oferecem uma pronta resposta a comandos elétricos. A unidade de controle comanda a válvula através de sinais elétricos, para rapidamente efetuar um controle desejado sobre a taxa de fluxo da bebida que sai da câmara. A unidade de controle deve operar com base em algoritmos memorizados.

[014] Vantajosamente, a eletroválvula não apenas provê um funcionamento tipo liga/ desliga, mas também uma restrição ajustável da saída da câmara de preparação.

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5/18 [015] Preferivelmente, a eletroválvula se trata de uma válvula piezo-elétrica na saída da câmara de preparação, por exemplo, no duto de saída da câmara. Alternativamente, a válvula piezo-elétrica pode ser disposta a montante da câmara de preparação.

[016] A máquina, de acordo com a invenção, permite controlar eletricamente a eletroválvula, para abrir e fechar a saída da câmara de preparação na extensão desejada durante operação. A unidade de controle pode operar a válvula para compensar pelo menos algumas variações indesejáveis de parâmetros, que devem ser pré-ajustados para uma certa bebida, por exemplo, temperatura da água, tempo de preparação, dose de pó, volume da câmara, etc.

[017] O controle pode consistir de um ajuste “em tempo real da válvula na saída da câmara de preparação, i.e. enquanto a bebida estiver sendo dispensada. O controle também pode ser exercido antes de cada preparo, i.e. para ajustar pressão e tempo para valores mais adequados para o tipo de bebida desejada pelo usuário.

[018] Assim, se a bebida a ser dispensada for um café expresso, a unidade de controle abre a válvula na saída da câmara após um primeiro intervalo de tempo e com uma certa taxa de fluxo selecionada, mas se a bebida a ser dispensada após o café expresso for um café Americano, a unidade de controle agora abre a válvula após um segundo intervalo de tempo, mais curto que o primeiro intervalo, e com uma taxa de fluxo mais alta.

[019] Uma vantagem adicional reside no fato de a válvula, de acordo com a invenção, ser simples de limpar, especialmente se for uma válvula piezo-elétrica. A válvula

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6/18 piezo-elétrica pode ser operada em estado de espera (stand_by) da máquina dispensadora, i.e. quando máquina não estiver preparando nenhuma bebida, para promover a limpeza do obturador da válvula e do correspondente assento. O obturador da válvula pode ser rapidamente movimentado no assento, para remover os resíduos das superfícies correspondentes, que foram deixados pelas bebidas dispensadas. Desta forma, a manutenção da válvula é simples e efetiva, sem requerer a ação de um operador.

Descrição Resumida dos Desenhos [020] Vantagens e aspectos adicionais da presente invenção serão aparentes àqueles habilitados na técnica a partir da descrição detalhada a seguir, com referência aos desenhos incorporados como exemplos não limitantes, nos quais:

[021] A figura 1 é um diagrama esquemático de uma máquina dispensadora de bebida de acordo com a presente invenção; [022] A figura 2 é uma vista em seção esquemática de uma primeira válvula piezo-elétrica a ser usada em uma máquina de

acordo com a presente	invenção;
[023] A figura 3	é uma vista em seção de um aspecto
particular da válvula	mostrada na figura 2, em uma primeira
configuração;
[024] A figura 4	é uma vista em seção de um aspecto
particular da vista	mostrada na figura 2, em uma segunda
configuração;
[025] A figura 5	é uma vista em seção de uma segunda
válvula piezo-elétrica a ser usada na máquina, de acordo com
a presente invenção;
[026] A figura 6	é uma vista em seção de uma segunda

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7/18 válvula piezo-elétrica a ser usada na máquina, de acordo com a presente invenção;

[027] A figura 7 é uma vista em seção esquemática de uma quarta válvula a ser usada na máquina, de acordo com a presente invenção.

Descrição das Configurações Preferidas [028] Com referência à figura 1 é mostrado um diagrama esquemático simplificado de uma máquina dispensadora de bebida de acordo com a presente invenção, compreendendo aquecedor de água 1, câmara de preparação 2, eletroválvula 3 disposta a jusante da câmara 2, e seção de descarga 4 para dispensar uma bebida ao usuário. Preferivelmente, a eletroválvula 3 se trata de uma válvula piezo-elétrica, i.e. uma válvula que pode ser ativada em virtude da resposta de um elemento piezo-elétrico a sinais elétricos providos por uma unidade de controle. Alternativamente, a eletroválvula 3 se trata de uma eletroválvula proporcional. Uma eletroválvula proporcional é a servo-válvula série 15 da companhia

MOOG Inc.

[029] A unidade de controle 5, por exemplo, uma unidade de controle, controla pelo menos a válvula 3. Preferivelmente, a unidade de controle 5 também controla a operação do aquecedor de água 1 e da câmara de preparação 2. A unidade de controle 5 opera com base em algoritmos memorizados, que podem ser programas de software, firmware etc..

[030] O aquecedor de água 2 supre calor à água que, por sua vez, é conduzida à câmara de preparação 3, onde a bebida é preparada. O aquecedor de água pode ser provido com um sensor de temperatura que comunica a temperatura da água

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8/18 à unidade de controle, dal permitindo que a unidade de controle interrompa o aquecimento da água, assim que se atingir a temperatura desejada.

[031] A câmara de preparação 3 faz que o volume seja totalmente ou parcialmente ocupado pelos ingredientes usados para preparar bebidas, por exemplo, pó de café, chá, pó de leite, etc.. Normalmente, o pistão se movimenta na câmara de preparação para prensar o pó em uma dada extensão, i.e. o pistão prensa o pó em uma pressão pré-estabelecida. Preferivelmente, na máquina de acordo com a invenção, a unidade de controle controla a operação do pistão para ajustar a pressão transmitida ao pó.

[032] A bebida é preparada suprindo água quente ao pó contido na câmara de preparação. A qualidade da bebida preparada, i.e. suas caracterlsticas organolépticas, depende de diversos parâmetros, tal como tempo de preparação, i.e. o tempo transcorrido durante infusão, pressão e temperatura da água suprida à câmara, quantidade de pó na câmara, e tamanho de grão, etc..

[033] É evidente que os parâmetros de operação também devem ser estabelecidos dependendo do tipo de bebida a ser preparada e das preferências particulares de um usuário. Assim, um usuário pode escolher entre pelo menos dois tipos de café - café expresso e café americano, e para cada uma destas, a máquina deve atender às preferências particulares daquele usuário, com respeito à qualidade ou caracterlsticas organolépticas da bebida, por exemplo, variando a quantidade de pó usada, temperatura da água, tamanho de grão, etc..

[034] A unidade de controle 5 provê um ajuste dos parâmetros da máquina com base na seleção do usuário. Com

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9/18 este propósito, a máquina é provida com pelo menos uma interface de usuário que permite ao mesmo selecionar dentre diversos ajustes de parâmetros. De acordo com a presente invenção, a máquina dispensadora é provida com pelo menos uma eletroválvula, disposta preferivelmente a jusante da câmara de preparação para controlar a taxa de fluxo de bebida que sai desta. Alternativamente, a válvula 3 pode ser provida a montante da câmara de preparação, para controlar a taxa de fluxo da água que entra na mesma. De acordo com outra configuração da invenção, são utilizadas duas válvulas, uma primeira válvula 3A a montante da câmara uma segunda válvula a jusante da mesma câmara (figura 1).

[035] Válvulas piezo-elétricas adequadas para uso nas máquinas de acordo com a invenção são confiáveis e disponíveis a baixo custo. Em geral, tais válvulas têm dimensões mínimas, daí se mostram particularmente adequadas para serem instaladas na saída da câmara, onde usualmente o espaço disponível é bastante restrito.

[036] Válvulas adequadas, por exemplo, podem ser as válvulas da ASCO JOUCOMATIC série 630, e mais geralmente aquelas adequadas para taxas de fluxo na faixa de 1 a 20 ml/seg (abertas) e pressões na faixa de 1,5 a 2,0 bar.

[037] Provêem-se sensores S para medir a taxa de fluxo e/ou pressão e/ou temperatura do fluxo a jusante do aquecedor de água, a jusante da câmara de preparação 2, e a jusante da válvula piezo-elétrica 3.

[038] A figura 2 mostra uma vista em seção de uma válvula piezo-elétrica 3 adequada. A válvula 3 compreende um corpo 31 arranjado em conexão fluida com a câmara de preparação 2, como mostrado na figura 1, diretamente ou através de uma

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10/18 passagem curta 92. Um obturador 34 é móvel no corpo 31 para abrir/ fechar a saída de descarga 39 que se abre para a seção de dispensa de bebida 4. A seção de dispensa de bebida 4 conduz a bebida preparada para um copo ou xícara.

[039] O obturador 34 pode ter diversas formas, por exemplo, aquela mostrada na figura 2, que tem a forma de agulha, onde uma primeira extremidade é acoplada a um elemento piezo-elétrico 36 e a segunda extremidade distal 38 é cônica ou afilada. A forma da segunda extremidade distal 38 deve ser complementar à forma do assento 39 do corpo de válvula 31.

[040] O obturador 34 desliza na parede interna 356 por ação de um elemento de mola 37. Normalmente, o obturador 34 toca o assento 39 com sua extremidade distal 38, i.e. normalmente a válvula 3 está fechada.

[041] O funcionamento da válvula 3 é simples. A unidade de controle 5 é ativada através de uma conexão elétrica 33 o elemento piezo-elétrico 36 expande, e, ao mesmo tempo, supera a força do elemento de mola 37, daí fazendo o obturador 39 retrair sua segunda extremidade distal 38, da saída/ assento 39. Quando a saída 39 está aberta, a bebida a partir da câmara de preparação 2 entra no corpo de válvula 31 e flui para a seção de descarga 4. Quando a unidade de controle desativa o elemento piezo-elétrico 36, o obturador 34 é trazido de volta pelo elemento de mola para sua posição inicial, daí fazendo a segunda extremidade distal 38 tocar o assento 39, fechando a saída e impedindo que a bebida saia do corpo de válvula 31 e flua em direção à seção dispensadora 4. [042] Vantajosamente, o curso do obturador 34 é diretamente controlável pela unidade de controle 5 para

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11/18 ajustar a taxa de fluxo da bebida dispensada. Em particular, o curso do obturador 34 depende da voltagem aplicada pela unidade de controle 5 ao elemento piezo-elétrico 36.

[043] As figuras 3 e 4 mostram, em uma vista em seção, um aspecto particular da válvula 3. O obturador 34 na figura 3 é elevado do assento 39 de uma extensão mínima para prover uma taxa de fluxo mínima, para a bebida, por exemplo, 1 ml per segundo de café expresso. O obturador 34 na figura 4 é elevado do assento 39, de uma extensão máxima, para prover uma taxa de fluxo máxima para a bebida, por exemplo, 10 ml per segundo.

[044] Vantajosamente, a válvula piezo-elétrica 3 permite que a unidade de controle exerça um controle completo sobre a taxa de fluxo de bebida, que sai da câmara de preparação 2, i.e. a unidade de controle 5 atua sobre a válvula 3, de modo a ajustar a taxa de fluxo de 0 ml/s (aproximadamente 0 ml/s] para um valor máximo, por exemplo 20 ml/s, preferivelmente de modo a manter a pressão na câmara 2 substancialmente constante.

[045] Deve ser entendido que a operação da válvula 3 também exerce um efeito sobre a pressão da água na câmara 2. Quando a válvula fecha, forma uma pressão dentro da câmara 2, enquanto um volume de água pressurizada é suprida do aquecedor de água para a câmara 2. Dependendo da posição do obturador 34, uma certa taxa de fluxo de bebida pode sair da câmara de preparação 2, daí reduzindo ou impedindo a formação de uma pressão. A este respeito, a unidade de controle 5 ajusta a contrapressão a jusante da câmara de preparação, ajustando a extensão em que obturador 34 se eleva do assento 39, i.e. diminuindo ou aumentando o espaço entre a

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12/18 extremidade distal 38 e assento 39.

[046] Assim, a unidade de controle 5 ajusta a posição do obturador 34 para aumentar, reduzir, ou interromper a taxa de fluxo da bebida que sai da câmara, para respectivamente aumentar/ diminuir o tempo de infusão. A unidade de controle 5 também pode controlar a operação da válvula 3, de modo a manter a pressão na câmara em uma faixa pré-estabelecida, por exemplo 10 a 15 bar, de modo a compensar possíveis variações de tamanho de grão de café. A este respeito, a unidade de controle 5 provê um retrocontrole em tempo real da válvula piezo-elétrica 3.

[047] Para limpar a válvula o elemento piezo-elétrico da válvula, por exemplo, o elemento 36 na figura 2 é excitado, i.e. ativado, pela unidade de controle 5 em alta freqüência para transmitir vibrações ao obturador 34, o que é feito com a máquina em estado de espera, ou seja, quando a máquina dispensadora não estiver preparando uma bebida. Quando o obturador 34 vibra durante um ciclo de limpeza, resíduos que se encontrem nas superfícies do obturador 34 e assento 39 são, pelo menos parcialmente, destacados. Em outras palavras, as vibrações transmitidas às superfícies do obturador

34, e a fricção entre a extremidade distal 38 e o assento 39 promovem o destacamento dos resíduos destas superfícies.

[048] A máquina dispensadora de bebida, de acordo com a presente invenção, pode prover ciclos de limpeza periódicos à válvula 3, impedindo a obstrução do assento por resíduos de bebidas, e, por conseguinte, evitando um mal funcionamento da máquina.

[049] A válvula da máquina da presente invenção pode ser provida com uma válvula piezo-elétrica diferente da válvula

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3. Os obturadores e/ou assentos são feitos a partir de materiais piezo-elétricos, e obtendo-se uma abertura/ fechamento através da expansão dos elementos, aplicando uma voltagem ao citado obturador e/ou aos elementos de assento. Esta configuração proporciona a vantagem de ser simples e rápida, sem recorrer a molas, e de melhorar o efeito de limpeza, em virtude de a válvula vibrar e expandir. O funcionamento desta configuração 3' está descrito com referência à figura 5.

[050] Na figura 5 o obturador 38' consiste de um disco afixado a um eixo suporte 34' . Quer o obturador 38' ou a parede 31' é feita a partir de um material piezo-elétrico, e sendo eletricamente excitado pela unidade de controle 5. Alternativamente, ambos obturador 38' e parede 41' são feitos a partir de um material piezo-elétrico. Quando a válvula 3 é atuada, i.e. quando a unidade de controle excita o material piezo-elétrico do obturador 38' e/ou parede 41', tal material sofre uma expansão, que se refere a uma mudança de dimensão. Por exemplo, quando ambos o obturador 38' e a parede 41' são feitos a partir de um material piezo-elétrico, o obturador 38'se torna mais largo e o assento 39' mais estreito, daí obstruindo ou fechando definitivamente a saída. A extensão da abertura da válvula 3' depende da expansão do material piezoelétrico do obturador e/ou assento, que pode ser ajustada aplicando uma voltagem adequada ao material.

[051] Quando apenas o obturador é feito a partir de um material piezo-elétrico, o assento 39' se mantém estático, i.e. não se expande. Quando apenas o assento 39' (parede 41') é feito a partir de um material piezo-elétrico, o obturador 39' permanece estático, i.e. não se expande.

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14/18 [052] A limpeza da válvula 3' é realizada, como descrito acima, com referência à válvula 3, i.e. fazendo vibrar o membro piezo-elétrico (obturador 38' e/ou parede 41').

[053] A seguir, serão descritos dois exemplos de operação da máquina de acordo com a invenção, e onde cada um dos exemplos se refere à preparação de uma bebida específica. Exemplo 1 - Café 1 [054] Uma quantidade de 8 gramas de pó de café é carregada na câmara de preparação e prensada com 10 kg/cm²através de um pistão móvel. O pistão é travado na posição final, i.e. sobre o pó de café por meio de dispositivos de travamento, quer mecânicos ou elétricos. O pó de café é suprido a partir de um moedor através de uma canaleta, que se estende em direção à câmara de preparação.

[055] A água é aquecida energizando o aquecedor de água 1 até o sensor de temperatura mostrar uma temperatura de 90^oC. A circulação de água através do aquecedor de água em direção à câmara de preparação 2 é feita por uma bomba (não mostrada) a montante do aquecedor 1 (por exemplo, uma bomba rotativa). [056] Uma válvula tipo liga/ desliga disposta a montante da câmara de preparação 2 é comandada para abrir pela unidade de controle 5, e permitir que um volume de água quente entre na câmara 2. Neste instante, a válvula piezo-elétrica 3 se mantém fechada e a pressão dentro da câmara aumenta.

[057] Depois de um intervalo de tempo, por exemplo, 5 segundos, a unidade de controle 5 abre a válvula 3. A válvula piezo-elétrica 3 é prontamente reativa, e o obturador 34 é rapidamente elevado uma certa extensão acima do assento 39, e deixa a bebida sair da câmara 2. A pressão na câmara repentinamente cai de 15 para 10 bar, por exemplo. Se o

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15/18 usuário selecionar o modo café expresso “forte”, a unidade de controle 5 fecha a válvula 5 de novo por um breve intervalo de tempo, por exemplo 20 ms, para restabelecer a pressão na câmara 2. Então, a unidade de controle 5 abre a válvula 3 para dispensar a bebida.

[058] Depois de um intervalo de tempo pré-determinado a partir da descarga de café, por exemplo, depois de 30 segundos (ou mais tarde ou uma vez ao dia), em um momento em que a máquina não estiver preparando uma bebida, a unidade de controle faz a válvula 3 executar um ou mais ciclos de limpeza.

[059]	Os	ciclos de	limpeza têm duração variável,	por
exemplo,	10	a 30 segundos.	O elemento piezo-elétrico	36 é
excitado	por	impulsos	de	alta freqüência providos	pela

unidade de controle 4, de modo a provocar rápidas vibrações no obturador 34. Em particular, o obturador 34 rapidamente vibra para cima e para baixo, e repetidamente toca o assento

29. Tais vibrações promovem o destacamento de resíduos de bebida a partir das superfícies do obturador 34 e assento 39. Exemplo 2 - Café 2 [060] Uma quantidade de 10 gramas de pó de café é carregada na câmara de preparação e prensada com 4 kg/cm²através de um pistão móvel. O pistão então é travado sobre o pó na câmara de preparação.

[061] A água é aquecida energizando o aquecedor 1 até o sensor de temperatura mostrar uma temperatura de 80^oC.

[062] Uma válvula liga/ desliga disposta a montante da câmara 2 é comandada para abrir pela unidade de controle 5, daí permitindo que um volume de água quente entre na câmara. Neste instante, a válvula piezo-elétrica 3 se mantém fechada,

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16/18 e a pressão na câmara aumenta para 10 bar.

[063] Quando se atinge a pressão de 2 bar na câmara, ou depois de 2 segundos, a unidade de controle 5 abre a válvula 3. A válvula piezo-elétrica 3 responde prontamente e o obturador 34 rapidamente se eleva uma dada extensão acima do assento 39, deixando a bebida deixar a câmara 2.

[064] Quando termina a dispensa de bebida, a unidade de controle 5 ativa a válvula 3 para um ciclo de limpeza de 5 segundos. Durante a limpeza da válvula 3, provê-se uma taxa de fluxo de água quente de 5 ml/s para a câmara vazia através da mesma válvula 3, para lavar e limpar as correspondentes superfícies e otimizar a limpeza de resíduos.

[065] Devido às características dos elementos piezoelétricos, tal como elemento 36, pelo menos uma porção do corpo de válvula 31 e obturador 34 são facilmente providos de vibrações, energizando o mesmo elemento piezo-elétrico com uma seqüência apropriada de impulsos. Para cada ciclo de limpeza, o elemento 36 pode ser eletricamente excitado durante 2, 10, 20, 30 segundos (ou mais). Os ciclos de limpeza podem ser freqüentemente providos para evitar a formação de resíduos dentro da válvula 3.

[066] Em outras palavras, válvulas piezo-elétricas são operáveis não apenas para permitir um controle sobre a operação da máquina durante a preparação da bebida, mas também para prover um ciclo de auto-limpeza.

[067] A figura 6 mostra uma válvula piezo-elétrica 50 disposta de modo a interceptar o fluxo na saída da câmara de preparação. A válvula 50 compreende dois elementos de placa 51, 52, cada um deles tendo um furo passante 51', 52', para permitir que a bebida flua através do respectivo elemento. Os

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17/18 furos 51', 52' não são alinhados, mas arranjados em lados opostos com respeito ao centro dos elementos de placa. Os elementos 51, 52 são providos com os respectivos eixos 53, 54, pelo menos um dos quais sendo feito a partir de um material piezo-elétrico. Quando a válvula 50 fecha, os elementos de placa 51 tocam os elementos de placa 52. Quando o(s) eixo(s) piezo-elétrico(s) 53 e/ou 54 é (são) ativado(s), os elementos 51 e 52 são separados em uma certa extensão, e um espaço é formado entre os elementos 51 e 52, como mostrado na figura 6, permitindo um fluxo de bebida da câmara de preparação 2 para a descarga 4.

[068] Alternativamente à válvula piezo-elétrica 50, pode ser usada uma eletroválvula proporcional (figura 7), que compreende duas placas de disco 60, 61 similares às placas 51, 52, respectivamente, tendo as ranhuras 60, 61' arranjadas na saída da câmara de preparação 2. As ranhuras 60', 61' são furos passantes. As placas de disco 60, 61 são dispostas se tocando. Pelo menos uma das placas de disco 60, 61 pode ser rotacionada pelo respectivo eixo 63, 64, através de um elemento eletricamente atuado (não mostrado). Quando as ranhuras 60', 61' são rotacionadas entre si, a ranhura 60' intercepta parcialmente ou totalmente a ranhura 61' de modo a permitir que a bebida saia da câmara de preparação 2. Ajustando a rotação relativa entre as placas de disco 60, 61, ou seja, ajustando a extensão de superposição das ranhuras 60', 61', é possível ajustar a taxa de fluxo que passa pela válvula 60. Deve ser entendido que as ranhuras 60' e 61' podem ter uma forma diferente daquela mostrada na figura 7. Por exemplo, as ranhuras 60', 61' podem ser furos circulares. Mais importante é o fato de a válvula 60 prover uma regulagem

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18/18 da taxa de fluxo ajustando a superposição das ranhuras 60',

61' .

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1/3

Claims

REIVINDICAÇÕES

1- Máquina dispensadora de bebida, provida com uma câmara de preparação (2) e pelo menos uma eletroválvula para ajustar a taxa de fluxo da bebida que sai da câmara de preparação (2), caracterizada pelo fato de a citada pelo menos uma eletroválvula ser uma válvula piezo-elétrica (3, 3').
2- Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a citada eletroválvula ser provida pelo menos na saída de descarga (39, 39' ) da citada câmara de preparação (2) .
3- Máquina, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 ou 2, caracterizada pelo fato de adicionalmente compreender uma unidade eletrônica de controle (5) e de a citada eletroválvula (3, 3') ser eletricamente controlada pela citada unidade de controle para obstruir a citada saída (39, 39') totalmente ou parcialmente na extensão desejada.
4- Máquina, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de a citada unidade de controle (5) operar a citada eletroválvula (3, 3') com base em algoritmos memorizados, para ajustar a pressão na câmara de preparação (2).
5- Máquina, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de adicionalmente compreender meios para monitorar um ou mais parâmetros de operação da máquina, e de a citada unidade de controle (5) operar a citada válvula piezoelétrica (3, 3') para compensar as variações de um ou mais dos citados parâmetros a partir de um valor esperado.
6- Método para operar uma máquina dispensadora de bebida, provida com uma câmara de preparação, compreendendo a etapa de regular a abertura/fechamento da saída de descarga da câmara (2) na extensão desejada, através de uma válvula

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2/3 eletricamente operável, caracterizado pelo fato de a citada eletroválvula (3) ser uma válvula piezo-elétrica (3, 3').
7- Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a citada eletroválvula (3) ser operada para abrir a citada saída (39, 39') somente após transcorrido um pré-determinado intervalo de tempo, pela qual a água é suprida para a câmara de preparação (2).
8- Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a citada eletroválvula ser operada para abrir a citada saída (39, 39') somente após atingir uma certa pressão na câmara de preparação (2).
9- Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 8, caracterizado pelo fato de a citada eletroválvula (3, 3' ) ser operada para ajustar a taxa de fluxo da bebida dispensada.
10- Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 9, caracterizado pelo fato de um ou mais parâmetros de operação da máquina serem monitorados e a unidade eletrônica (5) exercer um retrocontrole sobre a citada eletroválvula (3, 3') para ajustar a pressão na câmara de preparação (2) para compensar indesejáveis variações dos citados um ou mais parâmetros a partir de um valor esperado.
11- Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 10, caracterizado pelo fato de a unidade eletrônica (5) controlar a citada eletroválvula (3, 3') para ajustar a pressão na câmara de preparação (2) e/ou a citada taxa de fluxo de abertura com referência ao tipo de bebida selecionado e preparado pela máquina.
12- Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 11, caracterizado pelo fato de a citada eletroválvula (3)

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3/3 ser atuada no estado de espera (stand-by) da máquina para prover auto-limpeza da válvula (3, 3') e respectivos assentos (39, 39').

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Ά

Bomba

Aquecedor de água

1/4

2 Filtro/ câmara de preparação ♦-------- .........-►

Unidade de controle -- (5>

3 .....

Váivuia piezo-elétrica

Ç '4-0

Descarga de bebida