IT202100019733A1 - Macchinetta per l’erogazione di una bevanda a infusione - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
La presente invenzione ? relativa ad una macchinetta per l?erogazione di una bevanda a infusione, come ad esempio caff?, camomilla, t? o tisana.
Nello stato della tecnica, le macchinette per l?erogazione di bevande a infusione sono provviste di sistemi complessi per la regolazione della pressione del fluido di infusione.
In particolare, la maggior parte delle macchinette per il caff? sono dotate di un sistema di regolazione dinamica della pressione di erogazione che ? costituito da tre elementi, ossia una valvola proporzionale, una scheda di controllo e un trasduttore di pressione.
La valvola proporzionale consente di variare la pressione del fluido di infusione in modo tale che una variazione in ingresso alla valvola sia direttamente proporzionale alla variazione in uscita. In altre parole, il rapporto tra la pressione in ingresso e la pressione in uscita si mantiene costante.
La scheda di controllo ? provvista di un?unit? CPU integrata sulla scheda stessa e permette di realizzare un controllo ad anello chiuso sul circuito idraulico del fluido di infusione.
Infine, il traduttore di pressione rileva il valore della pressione del fluido di infusione.
Il funzionamento del sistema di regolazione dinamica della pressione di erogazione prevede che una pompa alimenti la valvola proporzionale con il fluido di infusione. A valle della valvola ? posizionato il trasduttore che rileva il valore della pressione e invia tale valore alla scheda di controllo. La scheda di controllo, a seconda del valore ricevuto dal traduttore, modifica la pressione del fluido di infusione in ingresso alla valvola proporzionale.
La combinazione dei tre elementi (valvola, trasduttore e scheda di controllo) consente di variare la pressione di erogazione in modo rapido e preciso.
Svantaggiosamente, il sistema di regolazione dinamica della pressione ? costoso, in quanto necessita di un controllo in retroazione.
Un ulteriore svantaggio deriva dal fatto che il sistema ? ingombrante, perch? oltre alla valvola sono necessari anche il trasduttore e la scheda di controllo; inoltre, la scheda di controllo si occupa anche della gestione di alta e bassa tensione.
Scopo della presente invenzione ? quello di proporre una macchinetta per l?erogazione di una bevanda a infusione in grado di ovviare almeno in parte agli inconvenienti sopra lamentati. In particolare, ? scopo della presente invenzione quello di ottenere un sistema per il controllo della pressione di erogazione che sia economico e compatto.
Detto scopo ? conseguito con una macchinetta per l?erogazione di una bevanda a infusione secondo la rivendicazione 1. Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite dell?invenzione.
Le caratteristiche e i vantaggi della macchinetta per l?erogazione della bevanda a infusione secondo l?invenzione risulteranno comunque evidenti dalla descrizione di seguito riportata di suoi esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle allegate figure, in cui:
- la figura 1 ? una vista prospettica in sezione di un?elettrovalvola di regolazione flusso in una forma di realizzazione;
- la figura 2 ? una vista prospettica del dettaglio II evidenziato in figura 1;
- la figura 3 ? una vista frontale dell?elettrovalvola di regolazione flusso di figura 1 in una configurazione di completa apertura;
- la figura 3a ? una vista frontale dell?elettrovalvola di regolazione flusso di figura 1 in una configurazione intermedia di apertura;
- la figura 3b ? una vista frontale dell?elettrovalvola di regolazione flusso di figura 1 in una configurazione di chiusura;
- la figura 4 ? una vista prospettica a componenti separati dell?elettrovalvola di regolazione flusso di figura 1;
- la figura 5 ? una vista frontale di un?ulteriore forma di realizzazione dell?elettrovalvola di regolazione flusso in una configurazione di completa apertura;
- la figura 6 ? una vista prospettica di una forma di realizzazione ancora ulteriore dell?elettrovalvola di regolazione flusso in una configurazione di chiusura; - la figura 6a ? una vista frontale dell?elettrovalvola di regolazione flusso di figura 6 in una configurazione intermedia di apertura;
- la figura 6b ? una vista frontale dell?elettrovalvola di regolazione flusso di figura 6 in una configurazione di chiusura;
- la figura 7 ? lo schema di una macchinetta per l?erogazione di una bevanda a infusione;
- la figura 8 ? una vista frontale di una diversa forma di realizzazione dell?elettrovalvola di regolazione flusso in configurazione di chiusura, e
- la figura 8a ? una vista prospettica della forma di realizzazione di figura 8.
Nel prosieguo della descrizione, elementi comuni alle varie forme di realizzazione rappresentate nei disegni sono indicati con gli stessi numeri di riferimento.
In detti disegni, con 1 ? stata indicata una macchinetta per l?erogazione di una bevanda a infusione secondo l?invenzione nel suo complesso.
In una forma generale di realizzazione, la macchinetta 1 ? adatta a erogare una bevanda a infusione, ad esempio caff?, camomilla, t? o tisana. Tale macchinetta 1 comprende un gruppo di pompaggio 2, un gruppo di erogazione 3 e un?elettrovalvola di regolazione flusso 4.
Il gruppo di pompaggio 2 ? ad esempio una pompa rotativa, comunemente utilizzata nelle macchinette per il caff?, ed ? adatto a pompare un fluido di infusione. Ad esempio il fluido di infusione ? acqua, oppure latte, una bevanda alcolica o una loro combinazione.
Il gruppo di erogazione 3 ? disposto a valle del gruppo di pompaggio 2 ed ? ad esso collegato fluidicamente. Inoltre, il gruppo di erogazione 3 comprende un organo di filtrazione adatto a contenere una sostanza organica bagnabile dal fluido di infusione, in modo da ottenere la corrispondente bevanda a infusione da erogare. In particolare, l?organo di filtrazione ? un portafiltro che comprende al suo interno un filtro dove viene inserito il caff?.
L?elettrovalvola di regolazione flusso 4 si estende lungo un asse valvola V ed ? fluidicamente interposta tra il gruppo di pompaggio 2 e il gruppo di erogazione 3 in modo da controllare la portata del fluido di infusione.
Preferibilmente, l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 regola la pressione e/o la velocit? del fluido di infusione, in modo da funzionare come regolatore di portata.
L?elettrovalvola di regolazione flusso 4 comprende inoltre un otturatore 40 mobile lungo l?asse valvola V. Tale elettrovalvola ? configurabile in una configurazione di chiusura, in cui il gruppo di pompaggio 2 ? inattivo e l?otturatore 40 occlude il passaggio del fluido di infusione dal gruppo di pompaggio 2 al gruppo di erogazione 3, e in una configurazione di completa apertura, in cui il gruppo di pompaggio ? operativo e l?otturatore 40 ? completamente sollevato in modo da consentire al fluido di infusione di raggiungere il gruppo di erogazione.
Secondo la presente invenzione, l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 comprende mezzi di regolazione flusso 5 adatti a regolare il passaggio del fluido di infusione.
In accordo con un aspetto dell?invenzione, tra la configurazione di chiusura e la configurazione di completa apertura, l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 si dispone in una configurazione intermedia di apertura, dove il gruppo di pompaggio 2 ? operativo e i mezzi di regolazione flusso 5 consentono il parziale sollevamento dell?otturatore 40 in modo da parzializzare la portata del fluido di infusione dal gruppo di pompaggio al gruppo di erogazione.
Preferibilmente, i mezzi di regolazione flusso 5 sono completamente integrati nell?elettrovalvola di regolazione flusso 4.
Vantaggiosamente, la regolazione della portata del fluido di infusione avviene solo grazie all?elettrovalvola di regolazione flusso che regola la pressione e/o la velocit? del fluido di infusione. Pertanto, la macchinetta ? compatta, in quanto non sono necessari ulteriori elementi, come il traduttore di pressione o la scheda di controllo.
Preferibilmente, i mezzi di regolazione flusso 5 sono completamente meccanici oppure sono meccanici controllati elettronicamente, ad esempio comandati da un programma per elaboratore. In altre parole, i mezzi di regolazione flusso 5 non sono completamente elettronici e non si configurano come un controllo ad anello chiuso. Quando l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 ? in configurazione intermedia di apertura, la macchinetta 1 opera in condizioni di ?low flow?, ossia con bassi valori di portata del fluido di infusione. Ad esempio, nella configurazione intermedia di apertura, la pressione del fluido di infusione ? compresa nell?intervallo tra 2 e 7 bar. La configurazione intermedia di apertura ? estremamente utile durante le fasi di ?blooming?, preinfusione e fine dell?erogazione. ? noto al tecnico del settore che la fase di ?blooming?, o di ?fioritura?, ? la fase in cui la sostanza organica contenuta nell?organo di filtrazione viene inizialmente bagnata dal fluido di infusione. La fase di preinfusione precede l?erogazione della bevanda ed ? la fase in cui il fluido di infusione riempie l?organo di filtrazione bagnando completamente la sostanza organica. Infine, durante la fase di fine dell?erogazione, si verifica l?estrazione finale dalla sostanza organica, in modo tale da allungare la bevanda.
Invece, quando l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 ? in configurazione di completa apertura, la macchinetta 1 opera in condizioni di ?full flow?, ossia con valori elevati di portata del fluido di infusione. Ad esempio, nella configurazione di completa apertura, la pressione del fluido di infusione ? compresa nell?intervallo tra 8 e 14 bar. ? noto al tecnico del settore che la fase di erogazione della bevanda a infusione attraverso il gruppo di erogazione 3 avviene in condizioni di ?full flow?, ovverosia quando l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 ? in configurazione di completa apertura.
In una forma di realizzazione, l?elettrovalvola di regolazione flusso comprende un corpo valvola 41 che delimita una camera di ingresso 410, una camera di regolazione flusso 413 ed una camera di uscita 415.
La camera di ingresso 410 ? collegabile al gruppo di pompaggio 2; nella camera di regolazione flusso 413 ? traslabile l?otturatore 40 e la camera di uscita 415 ? collegabile al gruppo di erogazione 3.
Tali camere di ingresso 410, di regolazione flusso 413 e di uscita 415 sono disposte in successione e collegate fluidicamente tra loro.
Secondo una forma di realizzazione, l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 comprende anche un elemento tubolare 42, un primo nucleo 43 ed un pistone 44.
L?elemento tubolare 42 ? impegnato al corpo valvola 41 e il primo nucleo 43 ? operativamente collegato all?elemento tubolare 42.
Preferibilmente, il primo nucleo 43 ? solidale all?elemento tubolare 42, ad esempio ? connesso mediante saldatura.
Il pistone 44 comprende l?otturatore 40 e si estende tra un?estremit? di testa 44? ed un?estremit? di coda 44?. Tale pistone 44 ? almeno parzialmente alloggiato all?interno dell?elemento tubolare 42, in modo tale da essere guidato dall?elemento tubolare nella traslazione tra la configurazione di chiusura e la configurazione di completa apertura.
Preferibilmente, il corpo valvola 41, l?elemento tubolare 42 ed il primo nucleo 43 delimitano una camera di traslazione pistone 414 dove il pistone 44 ? almeno parzialmente scorrevolmente alloggiato. Tale camera di traslazione pistone 414 si affaccia alla camera di regolazione flusso 413 ed ? ad essa fluidicamente collegata.
In una forma di realizzazione, il pistone 44 comprende anche un secondo nucleo 440, un fondello di spinta 442, un distanziale 443 ed un secondo elemento elastico 445. Il secondo nucleo 440 reca internamente un foro 441 che forma, in corrispondenza dell?estremit? di testa 44?, una camera otturatore 4410 dove ? almeno parzialmente alloggiato l?otturatore.
Il fondello di spinta 442 ? a contatto con l?otturatore 40, mentre il distanziale 443 ? posizionato in una sede 444 ricavata nel foro 441.
Il secondo elemento elastico 445 ? precompresso ed ? interposto tra il fondello di spinta 442 e il distanziale 443 in modo da collegarli elasticamente tra loro, mantenere il fondello di spinta 442 in battuta contro l?otturatore 40 e mantenere il distanziale 443 nella rispettiva sede 444.
Tali fondello di spinta 442, secondo elemento elastico 445 e distanziale 443 sono alloggiati in successione assiale, ossia lungo l?asse valvola V, all?interno del foro 441.
Secondo una forma di realizzazione, il corpo valvola 41 comprende una parete anulare 410? che delimita la camera di regolazione flusso 413.
Inoltre, l?elemento tubolare 42 comprende una porzione anulare 420 che ? impegnata alla parete anulare 410? con accoppiamento di forma e/o di interferenza, ad esempio mediante collegamento filettato. Tale porzione anulare 420 ? delimitata assialmente da un sottosquadro di riscontro 421 che forma un gradino.
In corrispondenza dell?estremit? di testa 44? ? ricavata una flangia 446 che sporge radialmente verso l?esterno. I mezzi di regolazione flusso 5 comprendono un primo elemento elastico 55 calzato esternamente sul pistone 44, preferibilmente in corrispondenza dell?estremit? di testa 44?. Tale primo elemento elastico 55 ? posizionato tra il sottosquadro di riscontro 421 e la flangia 446, in modo tale che l?elasticit? del primo elemento elastico 55 consente all?elettrovalvola di regolazione flusso 4 di disporsi in configurazione intermedia di apertura. In particolare, nella configurazione intermedia di apertura, il gruppo di pompaggio 2 ? operativo e l?elasticit? del primo elemento elastico 55 consente il parziale sollevamento dell?otturatore 40 in modo da parzializzare la portata del fluido di infusione dal gruppo di pompaggio 2 al gruppo di erogazione 3.
Preferibilmente, l?elemento tubolare 42 ? impegnato in modo amovibile al corpo valvola 41. Ad esempio, nel caso di collegamento filettato tra l?elemento tubolare 42 e il corpo valvola 41, ? possibile avvitare la porzione anulare 420 nella parete anulare 410? in modo da ridurre il volume della camera di regolazione flusso 413 ed aumentare la precompressione del primo elemento elastico 55, oppure ? possibile svitare la porzione anulare 420 dalla parete anulare 410? in modo da smontare l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 e sostituire il primo elemento elastico 55.
In accordo con una forma di realizzazione, il primo elemento elastico 55 ? una molla elicoidale che opera con carichi compresi tra 250 e 950 grammi.
Preferibilmente, quando l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 ? in configurazione di chiusura, il primo elemento elastico 55 ? precompresso.
In particolare, la costante elastica del primo elemento elastico 55 ? inferiore alla costante elastica del secondo elemento elastico 445. In altre parole, il secondo elemento elastico 445 ? pi? rigido del primo elemento elastico 55.
Vantaggiosamente, il primo elemento elastico ? facilmente sostituibile nel caso in cui fosse necessario aumentare o ridurre la sua rigidezza oppure in caso di rottura. Inoltre, grazie alla facilit? con cui ? possibile smontare l?elettrovalvola di regolazione flusso, un operatore pu? facilmente separare l?elemento tubolare dal corpo valvola e provvedere alla sostituzione del primo elemento elastico.
Secondo una forma di realizzazione illustrata nelle allegate figure 3-3b, i mezzi di regolazione flusso 5 comprendono anche un primo inserto 51 che ? impegnabile amovibilmente all?interno della camera di ingresso 410. L?inserto reca un primo foro passante 510 per il transito del fluido di infusione.
Tale primo foro passante 510 ? occluso dall?otturatore 40 nella configurazione di chiusura ed ? definito da un diametro di primo foro D1 adatto a consentire al flusso del fluido di infusione di sollevare l?otturatore e movimentarlo dalla configurazione di chiusura alla configurazione intermedia di apertura.
In altre parole, attraverso la lunghezza del diametro di primo foro ? possibile ottenere i valori desiderati di pressione e velocit? del fluido di infusione, in modo tale che il flusso ottenuto sia in grado di sollevare l?otturatore e disporre l?elettrovalvola di regolazione flusso nella configurazione intermedia di apertura.
In accordo con una forma di realizzazione, la camera di ingresso 410 comprende un?apertura di accesso 412b affacciata verso l?esterno del corpo valvola 41 e adatta a consentire la regolazione della posizione assiale del primo inserto 51 lungo la camera di ingresso 410 e/o la sostituzione del primo inserto 51, senza smontare l?elettrovalvola di regolazione flusso 4.
Vantaggiosamente, attraverso l?apertura di accesso ? possibile accedere al primo inserto in modo da regolare la sua posizione lungo l?asse valvola. Spostando il primo inserto verso l?otturatore ? possibile aumentare la precompressione del primo elemento elastico. Al contrario, allontanando assialmente il primo inserto dall?otturatore, si riduce la precompressione del primo elemento elastico nella configurazione di chiusura. In particolare, mediante il controllo della precompressione del primo elemento elastico ? possibile ottenere una microregolazione del flusso del fluido di infusione, in quanto aumentando la precompressione si ottiene una maggiore resistenza al passaggio del fluido di infusione, che comporta un cambiamento della pressione e della velocit? del fluido di infusione.
Nella fattispecie, spostando il primo inserto verso l?otturatore e quindi aumentando la precompressione del primo elemento elastico, aumenta la resistenza al passaggio del fluido di infusione e diminuisce la pressione del fluido, ad esempio la pressione ? inferiore a 4 bar. Al contrario, allontanando il primo inserto dall?otturatore e quindi riducendo la precompressione del primo elemento elastico, diminuisce la resistenza al passaggio del fluido di infusione e aumenta la pressione del fluido, ad esempio la pressione ? superiore a 4 bar. Come altres? illustrato in figura 4, l?apertura di accesso permette anche di sostituire il primo inserto in caso di rottura o qualora si voglia un primo inserto con una diversa lunghezza del diametro di primo foro.
Vantaggiosamente, scegliendo il primo inserto con la lunghezza desiderata del diametro di primo foro ? possibile ottenere determinati valori di pressione e velocit? del fluido di infusione, in modo tale che il flusso ottenuto sia in grado di sollevare l?otturatore e disporre l?elettrovalvola di regolazione flusso nella configurazione intermedia di apertura.
In altre parole, scegliendo opportunamente il primo inserto ? possibile ottenere una macroregolazione del flusso, perch? attraverso la lunghezza del diametro di primo foro si possono ottenere i valori desiderati di pressione e velocit? del fluido di infusione.
Secondo una forma di realizzazione ad esempio rappresentata in figura 1, l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 comprende un tappo 6 per chiudere in modo amovibile l?apertura di accesso 412b.
Rimuovendo il tappo 6 ? possibile accedere al primo inserto 51 e regolare la sua posizione assiale (microregolazione del flusso) oppure sostituirlo (macroregolazione del flusso).
In una forma di realizzazione, la camera di ingresso 410 ? definita da un primo condotto 411 che si estende lungo un asse di ingresso fluido I, e da un secondo condotto 412 che si estende lungo l?asse valvola V.
L?asse valvola V ? incidente l?asse di ingresso fluido I. Preferibilmente, l?asse valvola V ? ortogonale all?asse di ingresso fluido I in modo da formare una camera di ingresso 410 sostanzialmente a forma di ?T? (figura 4) o di ?L? (figura 6a).
Il primo condotto 411 presenta una bocca di ingresso 411? adatta a ricevere il fluido di infusione pompato dal gruppo di pompaggio 2, ed una bocca di raccordo 411? per il collegamento con il secondo condotto 412.
Il secondo condotto 412 si estende tra una prima estremit? 412? ed una seconda estremit? 412? opposta alla prima, dove tale seconda estremit? 412? presenta un?apertura 412a affacciata alla camera di regolazione flusso 413 e adatta ad essere occlusa dall?otturatore 40 nella configurazione di chiusura.
Preferibilmente, la bocca di raccordo 411? sfocia in una porzione intermedia del secondo condotto 412, ossia tra la prima 412? e la seconda estremit? 412?. Alternativamente, bocca di raccordo 411? sfocia in corrispondenza della prima estremit? 412? (figura 6a). Secondo una forma di realizzazione, l?apertura di accesso 412b delimita assialmente la prima estremit? 412? e, in corrispondenza della seconda estremit? 412?, ? posizionato il primo inserto 51. In particolare, il primo inserto 51 ? posizionato in corrispondenza dell?apertura 412a.
In una forma di realizzazione, i mezzi di regolazione flusso 5 comprendono anche un secondo inserto 52 impegnabile amovibilmente all?interno della camera di ingresso 410 in modo da essere sostituibile senza smontare l?elettrovalvola di regolazione flusso 4.
Preferibilmente, il secondo inserto 52 ? disposto all?interno del primo condotto 411 in prossimit? della bocca di raccordo 411?.
Tale secondo inserto 52 reca un secondo foro passante 520 per il transito del fluido di infusione e tale secondo foro passante 520 ? definito da un diametro D2 che consente la regolazione della pressione e della velocit? del fluido di infusione.
Nel dettaglio, il primo condotto 411 presenta almeno una rastrematura procedendo assialmente lungo l?asse di ingresso fluido I dalla bocca di ingresso 411? verso la bocca di raccordo 411?. Tale rastrematura definisce una seconda sede in cui alloggiare il secondo inserto 52, ad esempio mediante accoppiamento di forma e/o di forza, oppure mediante collegamento filettato.
Secondo una forma di realizzazione illustrata in figura 5, i mezzi di regolazione flusso 5 comprendono anche un organo superiore di regolazione flusso 53, ad esempio una leva o una maniglia, solidale al primo nucleo 43. Azionando l?organo superiore di regolazione flusso 53, il primo nucleo 43 si sposta lungo l?asse valvola V e movimenta l?elemento tubolare 42, in modo tale che la porzione anulare 420 dell?elemento tubolare 42 impegna pi? in profondit? la parete anulare 410? del corpo valvola 41, provocando un aumento della precompressione del primo elemento elastico 55.
Ad esempio, ruotando la maniglia, la rotazione viene trasferita dal primo nucleo 43 all?elemento tubolare 42, la cui porzione anulare 420 si avvita pi? in profondit? nella parete anulare 410? del corpo valvola 41.
Vantaggiosamente, avvitando la porzione anulare nella parete anulare, si riduce il volume della camera di regolazione flusso e aumenta la precompressione del primo elemento elastico. Tale precompressione definisce la forza con cui l?otturatore occlude il passaggio del fluido di infusione e consente una microregolazione del flusso, perch? permette di regolare la pressione e la velocit? del fluido di infusione quando l?elettrovalvola di regolazione flusso ? nella configurazione intermedia di apertura.
In accordo con una forma di realizzazione illustrata nelle allegate figure 6-6b, i mezzi di regolazione flusso 5 comprendono una coppia di magneti programmabili 54, dove un primo magnete 541 di tale coppia di magneti programmabili 54 ? fissato all?estremit? di coda 44?, e un secondo magnete 542 di tale coppia di magneti programmabili 54 ? fissato e reso solidale al primo nucleo 43 in modo da essere affacciato al primo magnete 541. L?elettrovalvola di regolazione flusso 4 ? alimentata da un motore elettrico che controlla la rotazione attorno all?asse valvola V del primo nucleo 43.
La rotazione del primo nucleo 43 ? poi trasferita al secondo magnete 542, che ruota di un primo angolo predefinito, in modo da ottenere un allineamento angolare lungo l?asse valvola V tra il primo 541 e il secondo magnete 542. Tale allineamento angolare lungo l?asse valvola V consente alla coppia di magneti programmabili 54 di comportarsi come una molla e quindi permette all?elettrovalvola di regolazione flusso 4 di disporsi in configurazione intermedia di apertura.
Ai fini della presente trattazione, con il termine di ?magnete programmabile? o ?magnete correlato? o ancora semplicemente ?polymagnet?, si intende una struttura magnetica che comprende una pluralit? di magneti a polarit? alterna e variamente disposti su un piano. In virt? di tale pluralit? di magneti si possono generare dei campi magnetici estremamente complessi e avvicinando tra loro una coppia di magneti programmabili si possono ottenere comportamenti differenti a seconda di come sono disposte le polarit? dei magneti che costituiscono ciascun magnete programmabile.
In particolare, i magneti programmabili sono stati oggetto di una pluralit? di brevetti depositati a nome ?Correlated Magnetics Research?, tra i quali segnaliamo US7839247B2, US8179219B2 e US8279031B2.
Nella fattispecie, considerando una coppia di magneti programmabili tra loro affacciati e ruotando il primo magnete rispetto al secondo magnete, ossia cambiando l?allineamento assiale angolare tra i due magneti, si possono verificare tre diverse risposte: attrazione, repulsione e comportamento ?a molla?.
Nel comportamento ?a molla?, i due magneti sostano ad una distanza di equilibrio e avvicinandoli tra loro si generano delle forze di repulsione che tendono a riportali alla distanza di equilibrio. Al contrario, allontanandoli tra loro nascono delle forze di attrazione che tendono a riportali alla distanza di equilibrio.
Nella forma di realizzazione illustrata in figura 6a, si osservano il primo 541 e il secondo magnete 542 alla distanza di equilibrio, ossia allineati angolarmente lungo l?asse valvola V in modo da esibire il comportamento ?a molla?.
Vantaggiosamente, attraverso la disposizione planare della pluralit? di magneti a polarit? alterne che costituisce ciascun magnete programmabile, ? possibile scegliere la coppia di magneti programmabili che esibisce la distanza di equilibrio desiderata. In particolare, alla distanza di equilibrio l?elettrovalvola di regolazione flusso ? disposta nella configurazione intermedia di apertura e, scegliendo l?opportuna distanza di equilibrio, si pu? ottenere il flusso del fluido di infusione desiderato.
Secondo una forma di realizzazione illustrata in figura 6b, il secondo magnete 542 ruota di un secondo angolo predefinito, in modo da ottenere un allineamento angolare lungo l?asse valvola V tra il primo 541 e il secondo magnete 542 tale da consentire alla coppia di magneti programmabili 54 di attrarsi e disporre l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 in configurazione di completa apertura. In altre parole, quando il secondo magnete 542 ruota di un?ampiezza uguale a quella del secondo angolo predefinito, l?allineamento assiale angolare della coppia di magneti programmabili determina un comportamento di attrazione tra il primo e il secondo magnete.
Nella forma di realizzazione illustrata in figura 6, il secondo magnete 542 ruota di un terzo angolo predefinito, in modo da ottenere un allineamento angolare lungo l?asse valvola V tra il primo 541 e il secondo magnete 542 tale da consentire alla coppia di magneti programmabili 54 di respingersi e disporre l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 in configurazione di chiusura. In altre parole, quando il secondo magnete 542 ruota di un?ampiezza uguale a quella del terzo angolo predefinito, l?allineamento assiale angolare della coppia di magneti programmabili determina un comportamento di repulsione tra il primo e il secondo magnete.
In particolare, i mezzi di regolazione flusso 5 comprendono il primo elemento elastico 55 e/o il primo inserto 51 e/o il secondo inserto 52 e/o l?organo superiore di regolazione flusso 53 e/o la coppia di magneti programmabili 54. I mezzi di regolazione flusso 5 sono adatti a regolare il passaggio del fluido di infusione dal gruppo di pompaggio 2 al gruppo di erogazione 3 quando l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 ? in configurazione intermedia di apertura. Preferibilmente, l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 comprende anche una bobina 7 che, quando ? attraversata da corrente, genera un campo magnetico che solleva il pistone 44 grazie alla presenza del secondo nucleo 440 che ? realizzato in un materiale ferroso. Sollevando il pistone 44, l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 si dispone nella configurazione di completa apertura.
In accordo con una diversa forma di realizzazione rappresentata nell?allegata figura 8, il pistone 44 ? almeno parzialmente un magnete permanente ed i mezzi di regolazione flusso 5 comprendono anche un magnete permanente di microregolazione 542? che ? fissato e reso solidale al primo nucleo 43. Tale magnete permanente di microregolazione 542? ? affacciato al pistone 44, in modo tale che le polarit? affacciate tra loro del magnete permanente di microregolazione 542? e del pistone 44 sono coincidenti.
Poich? la polarit? del magnete permanente di microregolazione 542? ? affacciata e coincidente con la polarit? del pistone 44, si genera una forza di repulsione sul pistone 44 che, allontanandosi dal primo nucleo 43, determina un aumento della forza con cui l?otturatore 40 occlude il passaggio del fluido di infusione.
Con l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 nella configurazione intermedia di apertura, tanto pi? ? elevata la forza di repulsione quanto pi? la portata del fluido di infusione ? ridotta. Infatti, considerando che la pressione del fluido di infusione determina il sollevamento dell?otturatore, tanto pi? la forza di repulsione ? elevata quanto meno sar? sollevato l?otturatore 40; al contrario, tanto pi? la forza di repulsione ? bassa, quanto pi? sar? possibile sollevare l?otturatore 40.
Per ridurre la forza di repulsione ? possibile spostare il primo nucleo 43 lungo l?asse valvola V, in modo da allontanare il magnete permanente di microregolazione 542? dal pistone 44.
Vantaggiosamente, regolando la forza di repulsione tra il magnete permanente di microregolazione 542? ed il pistone 44 ? possibile ottenere una microregolazione del flusso del fluido di infusione. In particolare, aumentando la forza di repulsione si ottiene una maggiore resistenza al passaggio del fluido di infusione, che comporta un cambiamento della pressione e della velocit? del fluido di infusione. Viceversa, riducendo la forza di repulsione diminuisce anche la resistenza al passaggio del fluido di infusione.
Appare ovvio al tecnico del settore che, per disporre l?elettrovalvola di regolazione flusso 4 nella configurazione di completa apertura, deve scorrere corrente nella bobina 7 in modo da generare un campo magnetico tale da vincere la forza di repulsione e sollevare il pistone 44.
Preferibilmente, il pistone 44 comprende il secondo nucleo 440 che ? un magnete permanente.
Con riferimento alle allegate figure, le frecce direzionali rappresentate indicano la direzione del flusso del fluido di infusione.
Innovativamente, la macchinetta per l?erogazione della bevanda a infusione risolve lo scopo preposto, in quanto permette di controllare la pressione di erogazione per il solo tramite dell?elettrovalvola di regolazione flusso.
Vantaggiosamente, la macchinetta oggetto della presente invenzione ? estremamente versatile, perch? oltre all?elettrovalvola di regolazione flusso ? possibile regolare la pressione e/o la velocit? del fluido di infusione anche attraverso il gruppo di pompaggio. In altre parole, la combinazione sinergica del gruppo di pompaggio con l?elettrovalvola di regolazione flusso consente di variare la pressione del fluido di infusione durante l?erogazione della bevanda a infusione.
Secondo un aspetto vantaggioso, la macchinetta oggetto della presente invenzione ? compatta, perch? i mezzi di regolazione flusso sono completamente integrati nell?elettrovalvola di regolazione flusso. In altre parole, per effettuare la regolazione della pressione di erogazione non sono necessari la scheda di controllo e il trasduttore di pressione.
Secondo un aspetto vantaggioso ancora ulteriore, la macchinetta oggetto della presente invenzione consente di operare sia in condizioni di ?low flow? che in condizioni di ?full flow?, ossia permette la regolazione della portata del fluido di infusione durante ciascuna fase di infusione della sostanza organica (e.g. blooming, preinfusione, erogazione, fine dell?erogazione).
Alle forme di realizzazione della macchinetta per l?erogazione della bevanda a infusione secondo la presente invenzione, un tecnico del ramo, per soddisfare esigenze contingenti, potr? apportare modifiche, adattamenti e sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza uscire dall'ambito di tutela delle seguenti rivendicazioni. Ognuna delle caratteristiche descritte come appartenente ad una possibile forma di realizzazione pu? essere realizzata indipendentemente dalle altre forme di realizzazione descritte.
Claims (16)
1. Macchinetta (1) per l?erogazione di una bevanda a infusione, ad esempio caff?, camomilla, t? o tisana, comprendente:
- un gruppo di pompaggio (2), ad esempio una pompa rotativa, adatto a pompare un fluido di infusione;
- un gruppo di erogazione (3) disposto a valle del gruppo di pompaggio (2) e ad esso collegato fluidicamente, detto gruppo di erogazione (3) comprendendo un organo di filtrazione adatto a contenere una sostanza organica bagnabile dal fluido di infusione in modo da ottenere la corrispondente bevanda a infusione da erogare;
- un?elettrovalvola di regolazione flusso (4) che si estende lungo un asse valvola (V) ed ? fluidicamente interposta tra il gruppo di pompaggio (2) e il gruppo di erogazione (3) in modo da controllare la portata del fluido di infusione, detta elettrovalvola di regolazione flusso (4) comprende un otturatore (40) mobile lungo l?asse valvola (V) ed ? configurabile in una configurazione di chiusura, in cui il gruppo di pompaggio (2) ? inattivo e l?otturatore (40) occlude il passaggio del fluido di infusione dal gruppo di pompaggio (2) al gruppo di erogazione (3), ed in una configurazione di completa apertura, in cui il gruppo di pompaggio ? operativo e l?otturatore (40) ? completamente sollevato in modo da consentire al fluido di infusione di raggiungere il gruppo di erogazione,
caratterizzata dal fatto che l?elettrovalvola di regolazione flusso (4) comprende mezzi di regolazione flusso (5) adatti a regolare il passaggio del fluido di infusione,
e in cui tra la configurazione di chiusura e la configurazione di completa apertura, l?elettrovalvola di regolazione flusso (4) si dispone in una configurazione intermedia di apertura, dove il gruppo di pompaggio (2) ? operativo e i mezzi di regolazione flusso (5) consentono il parziale sollevamento dell?otturatore (40) in modo da parzializzare la portata del fluido di infusione dal gruppo di pompaggio al gruppo di erogazione.
2. Macchinetta (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui l?elettrovalvola di regolazione flusso comprende un corpo valvola (41) che delimita una camera di ingresso (410) collegabile al gruppo di pompaggio (2), una camera di regolazione flusso (413) in cui ? traslabile l?otturatore (40), ed una camera di uscita (415) collegabile al gruppo di erogazione (3), dette camere di ingresso (410), di regolazione flusso (413) e di uscita (415) essendo disposte in successione fluidica.
3. Macchinetta secondo la rivendicazione precedente, in cui l?elettrovalvola di regolazione flusso (4) comprende anche:
- un elemento tubolare (42) impegnato al corpo valvola (41);
- un primo nucleo (43) operativamente collegato all?elemento tubolare (42);
- un pistone (44) comprendente l?otturatore (40) ed estendentesi tra un?estremit? di testa (44?) ed un?estremit? di coda (44?), detto pistone (44) essendo almeno parzialmente alloggiato all?interno dell?elemento tubolare (42), in modo tale da essere guidato dall?elemento tubolare nella traslazione tra la configurazione di chiusura e la configurazione di completa apertura.
4. Macchinetta (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui
- il corpo valvola (41) comprende una parete anulare (410?) delimitante la camera di regolazione flusso (413);
- l?elemento tubolare (42) comprende una porzione anulare (420) impegnata alla parete anulare (410?) con accoppiamento di forma e/o di interferenza, ad esempio mediante collegamento filettato, detta porzione anulare (420) essendo delimitata assialmente da un sottosquadro di riscontro (421) che forma un gradino;
- in corrispondenza dell?estremit? di testa (44?) ? ricavata una flangia (446) sporgente radialmente verso l?esterno,
e in cui i mezzi di regolazione flusso (5) comprendono un primo elemento elastico (55) calzato esternamente sul pistone (44) e posizionato tra il sottosquadro di riscontro (421) e la flangia (446), in modo tale che l?elasticit? del primo elemento elastico (55) consente all?elettrovalvola di regolazione flusso (4) di disporsi in configurazione intermedia di apertura.
5. Macchinetta (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui il primo elemento elastico (55) ? una molla elicoidale che opera con carichi compresi tra 250 e 950 g.
6. Macchinetta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui i mezzi di regolazione flusso (5) comprendono anche un primo inserto (51) impegnabile amovibilmente all?interno della camera di ingresso (410) e recante un primo foro passante (510) per il transito del fluido di infusione, detto primo foro passante (510) essendo occluso dall?otturatore (40) nella configurazione di chiusura ed essendo definito da un diametro di primo foro (D1) adatto a consentire al flusso del fluido di infusione di sollevare l?otturatore e movimentarlo dalla configurazione di chiusura alla configurazione intermedia di apertura.
7. Macchinetta (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui la camera di ingresso (410) comprende un?apertura di accesso (412b) affacciata verso l?esterno del corpo valvola (41) e adatta a consentire la regolazione della posizione assiale del primo inserto (51) lungo la camera di ingresso (410) e/o la sostituzione del primo inserto (51), senza smontare l?elettrovalvola di regolazione flusso (4).
8. Macchinetta (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui l?elettrovalvola di regolazione flusso (4) comprende un tappo (6) per chiudere in modo amovibile l?apertura di accesso (412b).
9. Macchinetta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 8, in cui la camera di ingresso (410) ? definita da un primo condotto (411) estendentesi lungo un asse di ingresso fluido (I), e da un secondo condotto (412) estendentesi lungo l?asse valvola (V) incidente l?asse di ingresso fluido (I), preferibilmente l?asse valvola (V) ? ortogonale all?asse di ingresso fluido (I) in modo da formare una camera di ingresso (410) sostanzialmente a forma di ?T? o di ?L?, in cui - il primo condotto (411) presenta una bocca di ingresso (411?) adatta a ricevere il fluido di infusione pompato dal gruppo di pompaggio (2), ed una bocca di raccordo (411?) per il collegamento con il secondo condotto (412), e
- il secondo condotto (412) si estende tra una prima estremit? (412?) ed una seconda estremit? (412?) opposta alla prima, dove detta seconda estremit? (412?) presenta un?apertura (412a) affacciata alla camera di regolazione flusso (413) e adatta ad essere occlusa dall?otturatore (40) nella configurazione di chiusura.
10. Macchinetta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8 in combinazione con la rivendicazione 9, in cui l?apertura di accesso (412b) delimita assialmente la prima estremit? (412?), e in corrispondenza della seconda estremit? (412?), in particolare in corrispondenza dell?apertura (412a), ? posizionato il primo inserto (51).
11. Macchinetta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti quando dipendenti dalla rivendicazione 9, in cui i mezzi di regolazione flusso (5) comprendono anche un secondo inserto (52) impegnabile amovibilmente all?interno della camera di ingresso (410) in modo da essere sostituibile senza smontare l?elettrovalvola di regolazione flusso (4), preferibilmente il secondo inserto (52) ? disposto all?interno del primo condotto (411) in prossimit? della bocca di raccordo (411?), detto secondo inserto (52) recando un secondo foro passante (520) per il transito del fluido di infusione, in cui detto secondo foro passante (520) ? definito da un diametro (D2) che consente la regolazione della pressione e della velocit? del fluido di infusione.
12. Macchinetta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti quando dipendenti dalla rivendicazione 4, in cui i mezzi di regolazione flusso (5) comprendono anche un organo superiore di regolazione flusso (53), ad esempio una leva o una maniglia, solidale al primo nucleo (43) in modo tale che, azionando l?organo superiore di regolazione flusso (53), il primo nucleo (43) si sposta lungo l?asse valvola (V) e movimenta l?elemento tubolare (42), la cui porzione anulare (420) impegna pi? in profondit? la parete anulare (410?) del corpo valvola (41) provocando un aumento della precompressione del primo elemento elastico (55).
13. Macchinetta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti quando dipendenti dalla rivendicazione 3, in cui i mezzi di regolazione flusso (5) comprendono una coppia di magneti programmabili (54), dove un primo magnete (541) di detta coppia di magneti programmabili (54) ? fissato all?estremit? di coda (44?), e un secondo magnete (542) di detta coppia di magneti programmabili (54) ? fissato e reso solidale al primo nucleo (43) in modo da essere affacciato al primo magnete (541), l?elettrovalvola di regolazione flusso (4) essendo alimentata da un motore elettrico che controlla la rotazione attorno all?asse valvola (V) del primo nucleo (43),
la rotazione del primo nucleo (43) essendo trasferita al secondo magnete (542), che ruota di un primo angolo predefinito, in modo da ottenere un allineamento angolare lungo l?asse valvola (V) tra il primo (541) e il secondo magnete (542) tale da consentire alla coppia di magneti programmabili (54) di comportarsi come una molla e quindi permettere all?elettrovalvola di regolazione flusso (4) di disporsi in configurazione intermedia di apertura.
14. Macchinetta (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui il secondo magnete (542) ruota di un secondo angolo predefinito, in modo da ottenere un allineamento angolare lungo l?asse valvola (V) tra il primo (541) e il secondo magnete (542) tale da consentire alla coppia di magneti programmabili (54) di attrarsi e disporre l?elettrovalvola di regolazione flusso (4) in configurazione di completa apertura.
15. Macchinetta (1) secondo la rivendicazione 13 o 14, in cui il secondo magnete (542) ruota di un terzo angolo predefinito, in modo da ottenere un allineamento angolare lungo l?asse valvola (V) tra il primo (541) e il secondo magnete (542) tale da consentire alla coppia di magneti programmabili (54) di respingersi e disporre l?elettrovalvola di regolazione flusso (4) in configurazione di chiusura.
16. Macchinetta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in combinazione con la rivendicazione 3, in cui il pistone (44) ? almeno parzialmente un magnete permanente e in cui i mezzi di regolazione flusso (5) comprendono anche un magnete permanente di microregolazione (542?) fissato e reso solidale al primo nucleo (43), detto magnete permanente di microregolazione (542?) essendo affacciato al pistone (44) in modo tale che la polarit? del magnete permanente di microregolazione (542?) ? affacciata e coincidente con la polarit? del pistone (44) per generare una forza di repulsione sul pistone (44), dove detto pistone (44), allontanandosi dal primo nucleo (43) per effetto della forza di repulsione, determina un aumento della forza con cui l?otturatore (40) occlude il passaggio del fluido di infusione.
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