ES2342225T3 - Filtro de cartucho para el deposito de una maquina de cafe. - Google Patents
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Abstract
Un filtro de cartucho para un depósito (2) de un máquina de café, en donde el filtro (1) comprende un recipiente (11, 14) que aloja un medio (15) de filtro, y que tiene al menos una entrada (16) para el agua en el depósito (2) y una salida de agua filtrada (25) en comunicación con un conducto (8) de alimentación para alimentar el agua a un circuito hidráulico de la máquina; estando el filtro (1) caracterizado porque la mencionada salida (25) actúa también como una entrada para el agua de retorno del circuito hidráulico; y porque comprende una cámara interior (23), la cual está separada por un miembro (28) permeable al agua, desde el resto del filtro (1) que contiene el medio (15) de filtro, y que se comunica en un lado, con el conducto (8) de alimentación por medio de la salida (25), y por el otro lado, con el interior del depósito (2) por medio de una abertura (27) controlada por una válvula (32) de un solo sentido, permitiendo el flujo del agua de retorno desde la cámara (23).
Description
Filtro de cartucho para el depósito de una
máquina de café.
La presente invención está relacionada con un
filtro de cartucho para el depósito de una máquina de café.
Más específicamente, la presente invención está
relacionada con un filtro de cartucho para el depósito de una
máquina de café del tipo que comprende un medio de filtro, y
teniendo al menos una entrada para el agua en el depósito, y una
salida de agua filtrada en comunicación con un conducto de
alimentación, el cual suministra agua a un circuito hidráulico de
la máquina.
Los filtros de cartucho del tipo anterior están
insertados normalmente en forma desmontable en el fondo del
depósito, y la salida de agua está conectada de forma estanca a una
abertura del fondo en el depósito, y que a su vez está conectada al
conducto de alimentación del circuito hidráulico.
Los filtros de cartucho del tipo anterior se
encuentran descritos, por ejemplo, en las solicitudes de patentes
EP
1498060A1 y US 2005/011824A1.
1498060A1 y US 2005/011824A1.
Los filtros de cartucho conocidos del tipo
anterior no son adecuados para su utilización en las máquinas de
café, en donde el circuito hidráulico comprende un cilindro
hidráulico accionado por el agua en el depósito. En cuyo caso, una
vez que el café está hecho, el cilindro hidráulico es drenado, y el
agua de retorno con la que se comienza a una relativamente alta
presión es realimentada al interior del depósito en lugar de ser
descargada al exterior.
Al utilizar un conocido filtro de cartucho del
tipo anterior, el agua de retorno tiene que ser realimentada hacia
el depósito mediante un conducto independiente controlado por al
menos una válvula de un solo sentido, para prevenir que el agua
presurizada pueda fluir en el sentido opuesto dentro del cartucho, y
generando una presión que el diseño del filtro no puede
soportar.
Es un objeto de la presente invención el
proporcionar un filtro de cartucho del tipo anterior, el cual sea
económico y fácil de fabricar, y que sea particularmente adecuado
para ser utilizado en el depósito de una máquina de café,
comprendiendo al menos un cilindro hidráulico conectado al
depósito.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un filtro de cartucho para el depósito de una máquina
de café según se reivindica en la reivindicación independiente, y
preferiblemente en cualquiera de las reivindicaciones siguientes
que dependen directa o indirectamente de la reivindicación
independiente.
Se describirá una realización no limitante de la
invención a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos,
en donde:
la figura 1 muestra una sección lateral de una
realización preferida del filtro de cartucho, de acuerdo con la
presente invención;
la figura 2 muestra una sección a lo largo de la
línea II-II en la figura 1;
la figura 3 muestra un detalle del filtro de la
figura 1, en una configuración operativa distinta;
la figura 4 muestra una vista en planta de la
figura 3.
El numero 1 en la figura 1 indica un conjunto
global del filtro de cartucho para un depósito 2 de una máquina de
café.
Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, el
depósito 2 es de forma de un paralelepípedo, y comprende una pared
lateral 3, y una pared 4 de fondo substancialmente rectangular.
La pared inferior 4 tiene un agujero pasante
central 5 configurado periféricamente con una porción tubular 6,
que se extiende desde la pared inferior 4 a lo largo de un eje 7
substancialmente perpendicular a la pared inferior 4, y que está
conectada de forma estanca con un conducto de alimentación 8 de una
bomba conocida (no mostrada), la cual extrae agua del depósito 2 y
la alimenta a un circuito hidráulico que comprende, además de la
bomba, una caldera conocida (no se muestra) y un conjunto de
filtraje con un cilindro hidráulico conocido (no mostrado).
La pared inferior 4 está montada también con un
apéndice 9 tubular exterior coaxial con el eje 7 y que rodea la
totalidad de la porción tubular 6; y un apéndice 10 tubular interior
coaxial con el eje 7 y situado en el lado opuesto de la pared
inferior 4 con respecto al apéndice 9 tubular, para definir un
interfaz mediante el cual poder fijar el filtro 1 al fondo del
depósito 2.
El filtro 1 es de misma forma de un
paralelepípedo que el depósito 1, y comprende un armazón 11 definido
por una pared inferior 12, y por una pared lateral 13 montadas de
forma estanca con una tapa 14 que cierra el armazón 11.
El armazón 11 contiene un medio 15 de filtro
granular del tipo comúnmente utilizado en los filtros de alimentos,
por ejemplo, resina de intercambio de iones.
Tal como se muestra en la figura 2, la pared
lateral 13 se desmonta de la pared lateral 3 del depósito 2 para
definir un espacio libre en torno a la totalidad del armazón 11.
Solo una porción central elevada de la pared inferior 12 descansa
sobre la pared inferior 4, y los extremos laterales de la pared
inferior 12 se desmontan de la pared inferior 4, de forma que el
agua en el depósito pueda fluir libremente hacia la pared inferior
4 y dentro del filtro a través de dos entradas 16, en donde cada una
de las cuales están definidas por varios agujeros pasantes 17
formados paralelamente al eje 7, a través de un extremo lateral
respectivo de la pared inferior 12, y un diámetro máximo menor que
el diámetro mínimo de los gránulos del medio de filtro 15, para
prevenir que los gránulos puedan escapar del filtro 1.
El interior del armazón 11 está dividido en
cinco cámaras 18 mediante cuatro particiones verticales integrales
con el armazón 11, y comprendiendo dos particiones, situadas cada
una en forma próxima a una entrada respectiva 16; y dos particiones
20, localizadas entre una partición 19 respectiva y un eje 7. Más
específicamente, tal como se muestra claramente en la figura 2, las
cámaras 18 comprenden dos cámaras exteriores 18 que se comunican
con las respectivas entradas 16; dos cámaras intermedias 18; y una
cámara central 18 coaxial con el eje 7.
En cuanto al nivel en el cual las cámaras 18
están configuradas con el medio 15 del filtro, se destacará que el
nivel mostrado en la figura 1 es puramente indicativo, puede ser
mayor o inferior al mostrado, y siendo preferiblemente aproximado
sobre un nivel con el borde superior de las particiones 19.
Cada partición 19 se forma, normalmente moldeada
o fundida, de forma integral con la pared inferior 12 y la pared
lateral 13, y se extiende desde la pared inferior 12 hacia la tapa
14 para definir, junto con la tapa 14, un conducto 19a de paso de
agua respectivo. Cada partición 20, por otra parte, se acopla de
forma inamovible y de manera estanca, a una respectiva ranura 21
formada en la pared lateral 13, y que se extiende desde un borde
superior del armazón 11 hacia la pared inferior 12 para definir, con
la pared inferior 12, el respectivo conducto 20a de agua.
Tal como se muestra en la figura 1, la tapa 14
tiene dos ranuras 22 (claramente visibles en la configuración
fragmentada de la tapa 14 que se muestra por la línea de trazos), en
donde cada una se acopla en forma floja por el borde superior de
una respectiva partición 20, para prevenir el flujo de agua entre la
tapa 14 y la partición 20.
La configuración alternativa de las particiones
19 y 20 define dos trayectorias de flujo de agua de laberinto, en
donde cada una se extiende desde una entrada respectiva 16, a través
de los conductos respectivos 19a y 20a a una cámara cilíndrica 23,
la cual está localizada en el centro de la cámara central 18, que es
coaxial con el eje 7, y separada de la cámara central 18 por un
miembro permeable al agua, y que está abierta en el lado enfrentado
al agujero 5, para permitir que el agua filtrada circule en el
conducto de alimentación 8.
La cámara 23 tiene también otra abertura, la
cual se comunica de forma controlada con el interior del depósito
2, y tal como se explicará con detalle más adelante, permite que el
conducto de alimentación 8 se utilice como un conducto de retorno
del flujo para el drenaje de agua del cilindro hidráulico, y
permitiendo que el agua de retorno circule dentro del depósito a
través de la cámara 23, sin pasar a través del medio del filtro
15.
Más específicamente, con referencia a las
figuras 1 y 2, la cámara 23 está definida por un miembro tubular
inferior 24, conectado a la periferia de una abertura 26 formada
coaxialmente con el eje 7, a través de la pared inferior 2, y
alineada con el agujero 5; mediante un miembro 26 tubular superior
conectado a la periferia de una abertura 27 formada, coaxialmente
con el eje 7,a través de la tapa 14; y mediante una jaula cilíndrica
28 interpuesta entre el miembro 24 tubular inferior y el miembro 26
tubular superior, y cerrada lateralmente por una pared de material
permeable al agua, por ejemplo, un malla de alambre, la cual permite
que fluya el agua desde la cámara central 18 a la cámara 23, pero
que impida el escape de los gránulos de resina.
Tal como se muestra en las figuras 1 y 3, el
miembro tubular inferior 24, tiene en el fondo una ranura cilíndrica
29 coaxial con el eje 7 y que se acopla por el apéndice tubular 10
del depósito 2 para bloquear el filtro 1 de forma desmontable en el
depósito 2. Se interpone una junta 30 entre el apéndice tubular 10 y
la ranura 29, que se aloja en un asiento anular definido por una
porción más ancha de la ranura 29, y que se mantiene en posición
por un anillo 31 montado en el extremo del miembro 24 tubular
inferior.
\newpage
El miembro tubular 26 superior forma parte de un
dispositivo valvular que comprende una válvula de un solo sentido
32 insertada en forma deslizante a través de la abertura 27 del
miembro tubular superior 26 para permitir el flujo de retorno hacia
el depósito 2 del agua de drenaje del circuito hidráulico que se
alimenta a la cámara 23.
Tal como se muestra en las figuras 1 y 3, la
válvula 32 es movible entre una posición cerrada descendida (figura
1) que cierra la abertura 27 y la correspondiente a un estado de
reposo del filtro 1 o bien una condición de entrada de agua; y una
posición de apertura elevada (figura 3) correspondiente a una
condición de drenaje del circuito hidráulico y del retorno de agua
desde el conducto 8 de alimentación al depósito 2.
Más específicamente, con referencia a las
figuras 1, 2 y 4, la válvula 32 comprende un cuerpo cilíndrico 33
coaxial con el eje 7; un cabezal 34 conectado con el extremo
superior del cuerpo cilíndrico 33 y alojada, cuando la válvula está
en la condición de cerrada, dentro de una porción más ancha 35 de la
abertura 27; y un dispositivo de tope axial conectado al extremo
inferior del cuerpo cilíndrico 33 y definido por cuatro brazos
curvado 36, los cuales se extienden desde el extremo del cuerpo
cilíndrico 33 hacia el miembro 26 tubular superior (figura 1)
cuando la válvula se cierra, y que se posicionan en contacto con el
miembro tubular superior 26 para detener el movimiento hacia arriba
axial de la válvula 32, cuando la válvula se abra.
Los brazos 36 están hechos de un material
suficientemente elástico para flexionar a través de la abertura 27
cuando la tapa fragmentada 14 se encaje en el armazón 11 (que se
muestra con una línea de trazos en la figura 1).
El cuerpo cilíndrico 33 de la válvula 32 está
montado con un dispositivo para guiar la válvula 32 a lo largo del
eje 7, y que está definido por cuatro nervaduras separadas por igual
alrededor del eje 7 y que se proyecta radialmente desde el cuerpo
cilíndrico 33 para guiar el cuerpo cilíndrico 33 a través del
miembro tubular superior 26, y para definir cuatro canales de flujo
para el agua de la cámara 23, cuando la válvula 32 está en la
posición elevada (figura 3).
Las nervaduras 37 están conectadas entre sí
mediante una brida circular 36 de substancialmente el mismo diámetro
que la abertura 27, y que se posiciona frente a una superficie
inferior del cabezal 334, para definir, con el cabezal 34, un
asiento anular para el asiento anular 39.
En los lados opuestos del eje 7 y próximo a la
abertura 27, la tapa 14 está montada con dos abrazaderas 40, que se
acoplan mediante un dispositivo de agarre (no mostrado) para
permitir al usuario el extraer el filtro 1 desde el depósito 2 para
cambiar el filtro 1 o bien para limpiar el depósito 2.
La operación del filtro 1 se describirá a
continuación al igual que la configuración de reposo del filtro 1
(figura 1) en donde la válvula 32 está en la posición cerrada
descendida.
Tal como se ha expuesto, la posición descendida
de la válvula 32, cuando el filtro 1 está en la configuración de
reposo, se mantiene también cuando se activa la bomba del circuito
hidráulico (no mostrada) en el inicio del ciclo de obtención del
café.
El agua en el depósito 2 es absorbida al
interior del filtro 1 a través de las entradas 16, y fluye a través
del medio 15 del filtro, y se filtra a través de la pared lateral de
la jaula 28 en la cámara 23, saliendo por el conducto de
alimentación 8.
Al final del ciclo de obtención del café, la
bomba se para, y el agua de drenaje del cilindro hidráulico fluye
al interior de la cámara 23 a lo largo del conducto 8 de
alimentación.
Dado su presión inicial relativamente alta, el
agua de drenaje del cilindro hidráulico empuja hacia arriba la
válvula 32 a la posición ascendida (figura 3), de forma que fluya
fuera de la cámara 23 hacia el depósito 2.
Una vez que se haya drenado el cilindro
hidráulico, la válvula 32 cae de nuevo bajo su propio peso a la
configuración de descenso.
En una variación del filtro 1 (no mostrada), el
armazón 11 puede tener solo una entrada 16 y/o la entrada 16 puede
estar formada en una porción inferior de la pared lateral 13, en la
forma opuesta a la pared inferior 12.
Se destacará que la ventaja del filtro 1 de
acuerdo con la presente invención reside no solo en permitir el
flujo de retorno del agua al depósito 2 a través del filtro 1, sin
necesidad de conductos de drenaje adicionales inmersos en el
depósito 2, sino también por la obtención rápida de una eficiencia
máxima del nuevo filtro 1.
Es decir, la válvula 32 proporciona una
expulsión rápida a través de la válvula 32 en sí, de cualesquiera
burbujas formadas entre los gránulos de resina, cuando el filtro 1
se sumerge por primera vez en el depósito 2, e impidiendo que el
agua pueda fluir completamente a través de los gránulos, se reducirá
inevitablemente la eficiencia del filtro 1, al menos para el numero
de ciclos operativos necesarios para expulsar gradualmente el aire
en el agua filtrada que salga por el filtro 1.
El filtro 1 tiene también la ventaja de que
controla mejor el nivel de la dureza de regulación prescrito para
el agua filtrada de consumo humano.
Es decir, a través de los filtros de cartucho
del tipo de acuerdo con la presente invención, están diseñados para
conseguir el grado adecuado de dureza del agua, con un filtraje
excesivo y difícil de controlar por el filtro 1, dando lugar por
tanto a un nivel de dureza final inferior al valor estándar.
La experiencia ha demostrado que la válvula 32
proporciona la resolución del problema. Es decir, debido a que la
junta 39 de la válvula 32 permite el filtrado desde el depósito 2 a
la cámara 23 al drenar en el agua, puede añadirse un cantidad
mínima de agua no filtrada, es decir más dura, al agua ablandada por
el paso a través de medio 15 del filtro.
Claims (11)
1. Un filtro de cartucho para un depósito (2) de
un máquina de café, en donde el filtro (1) comprende un recipiente
(11, 14) que aloja un medio (15) de filtro, y que tiene al menos una
entrada (16) para el agua en el depósito (2) y una salida de agua
filtrada (25) en comunicación con un conducto (8) de alimentación
para alimentar el agua a un circuito hidráulico de la máquina;
estando el filtro (1) caracterizado porque la mencionada
salida (25) actúa también como una entrada para el agua de retorno
del circuito hidráulico; y porque comprende una cámara interior
(23), la cual está separada por un miembro (28) permeable al agua,
desde el resto del filtro (1) que contiene el medio (15) de filtro,
y que se comunica en un lado, con el conducto (8) de alimentación
por medio de la salida (25), y por el otro lado, con el interior del
depósito (2) por medio de una abertura (27) controlada por una
válvula (32) de un solo sentido, permitiendo el flujo del agua de
retorno desde la cámara (23).
2. Un filtro según la reivindicación 1, en donde
la salida (25) está formada en una pared inferior (12) del
recipiente (11, 14), y en donde la abertura (27) está formada a
través de una pared superior (14) del recipiente (11, 14).
3. Un filtro según la reivindicación 1 ó 2, en
donde el recipiente (11, 14) comprende un armazón (11) definido por
una pared lateral (13) y por una pared inferior (12), a través de la
cual se forma la salida (25), y en donde el armazón está cerrado de
forma estanca mediante una tapa (14) a través de la cual se forma la
abertura (27).
4. Un filtro según la reivindicación 3, en donde
la cámara (23) es substancialmente cilíndrica, y que tiene un eje
(7) longitudinal substancialmente vertical; en donde la salida (25)
y la abertura (27) están alineadas a lo largo de un eje
longitudinal (7).
5. Un filtro según la reivindicación 4, en donde
la cámara (23) está definida por un primer miembro tubular (24)
conectado a la periferia de la salida (25) y extendiéndose a lo
largo del eje longitudinal (7) hacia la tapa (14); un segundo
miembro tubular (26) conectado a la periferia de la abertura (27), y
que se extiende a lo largo del eje longitudinal (7) hacia la pared
inferior (12); y un tercer miembro tubular (28) interpuesto entre
el primer y segundo miembro tubular (24, 26) y definiendo el miembro
(28) permeable al agua.
6. Un filtro según la reivindicación 5, en donde
la válvula de un solo sentido (32) está montada en el segundo
miembro tubular (26) para moverse a lo largo de un eje longitudinal
(7), entre una posición descendida próxima a la abertura (27), y
una posición elevada en donde la abertura (27) está parcialmente
abierta para permitir que el flujo de agua circule desde la cámara
(23) al depósito (2).
7. Un filtro según la reivindicación 6, en donde
la válvula (32) comprende un cuerpo (33) substancialmente
cilíndrico, que tiene nervaduras radiales (37) para guiar la válvula
(32) a lo largo del segundo miembro tubular (26), y que define unos
respectivos conductos para el retorno del agua desde la cámara (23)
cuando la válvula (32) se encuentre en la posición elevada.
8. Un filtro según una cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 7, en donde la salida (25) está formada en una
porción central de la pared inferior (12), y dos entradas (16) para
el agua en el depósito (2) que se forman en los lados opuestos de
la salida (25), en dos porciones extremas de la pared inferior
(12).
9. Un filtro según la reivindicación 8, en donde
el recipiente (11, 14) está dividido internamente en varias
particiones substancialmente verticales (19, 20) definiendo un
trayecto laberíntico de flujo del agua entre cada entrada (16) y la
cámara (23).
10. Un filtro según la reivindicación 9, en
donde las particiones (19, 20) son todas integrales con el armazón
(11), y que comprenden unas primeras particiones (19) que se
extienden desde la pared inferior (12) hacia la tapa (14) para
definir, junto con la tapa (14), los respectivos conductos de agua
(19a); y unas segundas particiones (20) que se extienden desde la
tapa (14) hacia la pared inferior (12) para definir, con la pared
inferior (12), los respectivos conductos de agua (20a).
11. Una máquina de café que comprende un filtro
de cartucho (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a
10.
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