ITMI20060884A1 - Valvola a doppio corpo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Forma oggetto della presente invenzione una valvola a doppio corpo per il controllo dell'erogazione di fluidi in pressione, in particolare per caffettiere e per apparecchiature di uso domestico per la preparazione di cappuccino e simili .

Formano inoltre oggetto della presente invenzione una caffettiera e una apparecchiatura di uso domestico per la preparazione di cappuccino e simili, dotate di una valvola a doppio corpo.

Nella produzione domestica di cappuccino e simili, sono note varie apparecchiature che consentono la produzione della schiuma di latte separatamente dalla produzione del caffè, che viene normalmente ottenuta con una tradizionale caffettiera .

La preparazione del cappuccino mediante tali apparecchiature note risulta pertanto scomoda perché richiede all'utente l'impiego contemporaneo di due differenti dispositivi.

Da quanto sopra, emerge come sia sentita 1 ' esigenza di avere a disposizione una apparecchiatura che possa garantire comodità e semplicità alla produzione domestica di cappuccino e simili .

In particolare è sentita l'esigenza di una valvola che, applicata su una apparecchiatura per la produzione domestica di cappuccino, permetta di ottenere la schiuma di latte direttamente dall'erogazione dell'infuso di caffè.

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di proporre una valvola ed una apparecchiatura che presentino caratteristiche strutturali e funzionali tali da superare almeno parzialmente gli inconvenienti citati sopra con riferimento alla tecnica nota.

Tali problemi vengono risolti mediante una valvola in accordo con la rivendicazione 1 e mediante una apparecchiatura in accordo con la rivendicazione 11. Le rivendicazioni dipendenti riguardano ulteriori aspetti o forme di realizzazione della valvola secondo la presente invenzione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della valvola secondo l'invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di alcuni esempi di realizzazione preferiti, descritti a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui:

La figura 1 mostra una vista in sezione della valvola secondo l'invenzione in una prima configurazione d'uso;

La figura 2 mostra una vista in sezione della valvola secondo l'invenzione in una seconda configurazione d'uso;

La figura 3 mostra una vista in sezione della valvola secondo l'invenzione in una terza configurazione d'uso;

La figura 4 mostra una vista in sezione della valvola secondo l'invenzione in una quarta configurazione d'uso;

La figura 5 mostra schematicamente una vista in sezione di una apparecchiatura secondo l'invenzione in una prima configurazione;

La figura 6 mostra schematicamente una vista in sezione di una apparecchiatura secondo l'invenzione in una seconda configurazione.

Con riferimento alle suddette figure, con 10 è stata indicata nel suo complesso una valvola, ad esempio per apparecchiature per la produzione domestica di cappuccino o simili .

La valvola raffigurata comprende un primo corpo 100 ed un seconde corpo 200.

Il primo corpo 100 comprende un vano 101, preferibilmente cilindrico, all'interno del quale scorre un pistone 102. Il pistone 102 è scorrevole tra due posizioni limite. La prima posizione limite, detta di riposo, è rappresentata in figura 1. La seconda posizione limite, detta di lavoro, è rappresentata in figura 2 e 3.

Il primo corpo 100 comprende inoltre una camera di lavoro 108, dotata di un ingresso 103 adatto a ricevere un fluido in pressione. Il pistone 102 comprende una superficie 104 che si affaccia sulla camera di lavoro 108 ed è quindi soggetta all'azione di un fluido in pressione che entra in essa.

La superficie 104 può avere forme varie, e può prevedere all'occorrenza rilievi e/o incavi anulari. Con l'espressione superficie 104 si intende qui e di seguito tutta la superficie del pistone 102 che si affaccia sulla camera di lavoro 108. È comunque chiaro alla persona esperta che le porzioni di superficie parallele al moto del pistone sono inefficaci al fine del lavoro compiuto dal fluido in pressione .

In accordo con una forma di realizzazione, il pistone 102 comprende inoltre mezzi di tenuta 109 adatti a chiudere a tenuta i giochi tra il pistone 102 e le pareti della camera di lavoro 108. La tenuta realizzata dai mezzi 109 impediscono che il fluido in pressione raggiunga il vano 101. I mezzi di tenuta 109 comprendono preferibilmente un O-ring.

In accordo con una forma di realizzazione, il pistone 102 comprende inoltre uno stelo 105. Lo stelo 105, accolto scorrevolmente in una boccola calibrata 106, conferisce stabilità al movimento scorrevole del pistone 102.

In accordo con una forma di realizzazione, ulteriori mezzi di tenuta 111 impediscono la comunicazione fluida tra il vano 101 e l'ambiente esterno .

In accordo con una forma di realizzazione, il pistone 102 è soggetto all'azione di mezzi elastici 107 che tendono a mantenerlo nella posizione di riposo. I mezzi elastici 107 comprendono preferibilmente una molla, ancor più preferibilmente una molla ad elica cilindrica.

Nella sua corsa tra la posizione di riposo e la posizione di lavoro e viceversa, il pistone 102 determina l'apertura e la chiusura di una luce 110, preferibilmente laterale.

Il secondo corpo 200 comprende un vano 201, preferibilmente cilindrico, all'interno del quale scorre un pistone 202. Il pistone 202 è scorrevole tra due posizioni limite. La prima posizione limite, detta di riposo, è rappresentata in figura 1 e 2. La seconda posizione limite, detta di lavoro, è rappresentata in figura 3.

Il secondo corpo 200 comprende inoltre una camera di lavoro 208, dotata di un ingresso 203 adatto a ricevere un fluido in pressione. Il pistone 202 comprende una superficie 204 che si affaccia sulla camera di lavoro 208 ed è quindi soggetta all'azione di un fluido in pressione che entra in essa .

La superficie 204 può avere forme varie, e può prevedere all'occorrenza rilievi e/o incavi anulari. Con l'espressione superficie 204 si intende qui e di seguito tutta la superficie del pistone 202 che si affaccia sulla camera di lavoro 208. È comunque chiaro alla persona esperta che le porzioni di superficie parallele al moto del pistone sono inefficaci al fine del lavoro compiuto dal fluido in pressione .

In accordo con una forma di realizzazione, il pistone 202 comprende inoltre mezzi di tenuta 209 adatti a chiudere a tenuta i giochi tra il pistone 202 e le pareti della camera di lavoro 208. La tenuta realizzata dai mezzi 209 impediscono che il fluido in pressione raggiunga il vano 201. I mezzi di tenuta 209 comprendono preferibilmente un 0-ring.

In accordo con una forma di realizzazione, il pistone 202 comprende inoltre uno stelo 205. Lo stelo 205, accolto scorrevolmente in una boccola calibrata 206, conferisce stabilità al movimento scorrevole del pistone 202.

In accordo con una forma di realizzazione, ulteriori mezzi di tenuta 211 impediscono la comunicazione fluida tra il vano 201 e l'ambiente esterno .

In accordo con una forma di realizzazione, il pistone 202 è soggetto all'azione di mezzi elastici 207 che tendono a mantenerlo nella posizione di riposo. I mezzi elastici 207 comprendono preferibilmente una molla, ancor più preferibilmente una molla ad elica cilindrica.

Nella sua corsa tra la posizione di riposo e la posizione di lavoro e viceversa, il pistone 202 determina l'apertura e la chiusura di una luce 210, preferibilmente laterale.

Il secondo corpo 200 comprende inoltre un riduttore 212 dotato di un foro calibrato 213. Quando il pistone 202 è nella posizione di riposo, la superficie 204 è in appoggio sul riduttore 212. In tal modo la porzione 204' di superficie 204 esposta all'azione del fluido in pressione è solo quella che si affaccia sul foro calibrato 213.

In accordo con una forma di realizzazione, l'appoggio tra la superficie 204 e il riduttore 212 prevede che almeno una delle due superfici sia realizzata in gomma o in un analogo materiale morbido e adatto a garantire la tenuta.

La luce 110 del primo corpo 100, mette in comunicazione la prima camera di lavoro 108 con un condotto 120. Il condotto 120 termina con una seconda luce 121 che lo mette in comunicazione con la seconda camera di lavoro 208.

In accordo con una forma di realizzazione, il condotto 120 comprende una variazione della sezione. Preferibilmente, la sezione del condotto 120 in prossimità della prima luce 110 è minore della sezione del condotto 120 in prossimità della seconda luce 121. Ancor più preferibilmente, la sezione del condotto 120 in prossimità della prima luce 110 è la metà della sezione del condotto 120 in prossimità della seconda luce 121.

La superficie 104 del primo pistone 102 è minore della superficie 204 del secondo pistone 202. Inoltre, la porzione 204' della superficie 204 che è lasciata libera dal foro 213 del riduttore 212 è minore della superficie 104.

Preferibilmente, i mezzi elastici 107 applicano sul pistone 102 una forza elastica maggiore di quella che i mezzi elastici 207 applicano al pistone 202.

Preferibilmente, i due ingressi 103 e 203 confluiscono in un'unica apertura 13.

Il funzionamento di una valvola 10 secondo l'invenzione è illustrato di seguito.

Quando un fluido in pressione, ad esempio infuso di caffè, entra nell'apertura 13, esso va ad agire contemporaneamente sulla superficie 104 e sulla porzione 204' della superficie 204 resa accessibile dal foro 213 del riduttore 212.

La forza esercitata dal fluido sul pistone 102 è maggiore di quella esercitata sul pistone 202. Infatti la medesima pressione agisce su due differenti superfici e la superficie 104 è maggiore.

Quando la pressione del fluido raggiunge un predeterminato livello detto di innesco, la forza che agisce sulla superficie 104 è in grado di vincere la somma delle forze che agiscono sul pistone 102. Tali forze comprendono ad esempio la forza dei mezzi elastici 107, le forze di attrito generate dai mezzi di tenuta 109 e 111, e le forze di massa del pistone 102 stesso. Le forze di massa comprendono la forza d'inerzia e la proiezione lungo l'asse del pistone della forza gravitazionale.

Quando la pressione del fluido raggiunge un predeterminato livello detto di innesco, il pistone 102 passa dalla posizione di riposo alla posizione di lavoro. Di conseguenza, la valvola 10 passa dalla prima configurazione d'uso rappresentata in figura 1 alla seconda configurazione d'uso rappresentata in figura 2.

Quando la valvola 10 è nella seconda configurazione d'uso di figura 2, il fluido in pressione passa dalla camera di lavoro 108 alla camera di lavoro 208. Alla forza applicata dal fluido sulla porzione 204' della superficie 204 lasciata libera dal riduttore 212, si aggiunge la forza applicata dal fluido in arrivo dalla luce 121 sulla corona esterna della superficie 204, anch'essa lasciata libera dal riduttore 212. La somma di queste due forze di pressione supera la somma delle altre forze che agiscono sul. pistone 202. Tali forze comprendono ad esempio la forza dei mezzi elastici 207, le forze di attrito generate dai mezzi di tenuta 209 e 211, e le forze di massa del pistone 202 stesso. Le forze di massa comprendono la forza d'inerzia e la proiezione lungo l'asse del pistone della forza gravitazionale.

Quando il fluido in pressione ha accesso alla camera di lavoro 208, il pistone 202 passa dalla posizione di riposo alla posizione di lavoro. Di conseguenza, la valvola 10 passa dalla seconda configurazione d'uso rappresentata in figura 2 alla terza configurazione d'uso rappresentata in figura 3.

Quando la valvola 10 è nella terza configurazione d'uso di figura 3, il fluido in pressione passa dalla camera di lavoro 208 all'esterno, attraverso la luce 210.

La fuoriuscita del fluido è piuttosto violenta, a motivo della sua pressione.

Quando la valvola 10 è nella terza configurazione d'uso di figura 3, il fluido in pressione agisce sull'intera superficie 204. Pertanto, per mantenere il pistone 202 nella posizione di lavoro, è sufficiente una pressione anche nettamente minore di quella di innesco.

La fuoriuscita del fluido determina una diminuzione della pressione del fluido stesso. Quando la pressione torna ad essere minore della pressione di innesco, il pistone 102 torna nella sua posizione di riposo. Indipendentemente da esso, il pistone 202 permane nella sua posizione di lavoro. La valvola 10 si porta pertanto nella quarta configurazione d'uso di figura 4.

Il pistone 202 permane nella sua posizione di lavoro fino a quando la pressione del fluido non scende al di sotto di un predeterminato valore detto di disinnesco.

Quando il pistone 202 torna nella sua posizione di riposo, la valvola torna nella prima configurazione d'uso di figura 1.

Da quanto sopra descritto, la persona esperta potrà apprezzare come, variando ad esempio le masse dei pistoni 102 e 202, l'estensione delle superfici 104 e 204 e della porzione 204', la rigidezza degli eventuali mezzi elastici 107 e 207, è possibile variare la caratteristica dì funzionamento della valvola secondo l'invenzione così da adattarla a differenti esigenze specifiche.

La valvola descritta sopra può essere vantaggiosamente applicata ad una apparecchiatura 20 per la produzione domestica di cappuccino.

L'apparecchiatura 20 comprende una caldaia 21, un recipiente 22 e un condotto 23 adatto a mettere in comunicazione fluida la caldaia 21 e il recipiente 22. La caldaia 21 è adatta a contenere aria e un primo liquido, ad esempio acqua 30. Il recipiente 22 è adatto a contenere un secondo liquido, ad esempio latte 31. Lungo il condotto 23 è ricavata una camera 24 adatta a contenere polvere di caffè 32. Lungo il condotto 23, dopo la camera 24 per la polvere di caffè 32, è posta la valvola 10 secondo l'invenzione.

Il funzionamento della apparecchiatura 20 è brevemente descritto di seguito.

Fornendo calore, all'apparecchiatura 20, la pressione interna alla caldaia 21 aumenta. In modo noto, l'aumento della pressione spinge l'acqua 30 attraverso la polvere dì caffè 32 producendo l'infuso di caffè. L'infuso di caffè, assieme all'aria e al vapore già presenti nel condotto 23, giunge quindi alla valvola 10.

Quando, nei pressi della valvola 10, la pressione raggiunge il valore di innesco, la valvola apre il passaggio al fluido con la rapida sequenza descritta sopra. La violenta fuoriuscita dell'infuso di caffè al di sotto del pelo libero del latte, determina la formazione della schiuma 33.

Da quanto sopra descritto si può apprezzare come la valvola e l'apparecchiatura secondo l'invenzione superino gli inconvenienti dell'arte nota. La valvola e l'apparecchiatura secondo l'invenzione risultano infatti di uso semplice ed efficace.

Alle forme di realizzazione della valvola e della apparecchiatura descritte sopra, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche, adattamenti e sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza tuttavia uscire dall'ambito delle seguenti rivendicazioni.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Valvola (10) comprendente un primo corpo (100) ed un secondo corpo (200), in cui dette primo corpo (100) alloggia un primo pistone (102) scorrevole tra una prima posizione di riposo e una seconda posizione di lavoro, detto primo corpo (100) comprendendo inoltre una prima camera di lavoro (108) adatta a ricevere un fluido in pressione, detto primo pistone (102) comprendendo una prima superficie (104) che si affaccia su detta prima camera di lavoro (108), detto primo corpo (100) comprendendo inoltre una prima luce (110) adatta ad essere aperta e chiusa da detto primo pistone (102) nella sua corsa tra la posizione di riposo e la posizione di lavoro e viceversa; in cui detto secondo corpo (200) alloggia un secondo pistone (202) scorrevole tra una prima posizione di riposo e una seconda posizione di lavoro, detto secondo corpo (200) comprendendo inoltre una seconda camera di lavoro (208) adatta a ricevere un fluido in pressione, detto secondo pistone (202) comprendendo una seconda superficie (204) che si affaccia su detta seconda camera di lavoro (208), detto secondo corpo (200) comprendendo inoltre una seconda luce (210) adatta ad essere aperta e chiusa da detto secondo pistone (202) nella sua corsa tra la posizione di riposo e la posizione di lavoro e viceversa, detto secondo corpo (200) comprendendo inoltre un riduttore (212) dotato di un foro calibrato (213) adatto a coprire parte della seconda superficie (204) e di esporne solo una porzione (204') all'azione del fluido in pressione; la prima luce (110) mettendo in comunicazione la prima camera di lavoro (108) con la seconda camera di lavoro (208); e la prima superficie (104) del primo pistone (102) essendo minore della seconda superficie (204) del secondo pistone (202) e la porzione (204') della seconda superficie (204) essendo minore della prima superficie (104).
2. 2. Valvola (10) secondo la rivendicazione 1 in cui il primo pistone (102) è soggetto all'azione di primi mezzi elastici (107) che tendono a mantenerlo nella posizione di riposo.
3. 3. Valvola (10) secondo la rivendicazione precedente in cui i primi mezzi elastici (107) comprendono una molla, preferibilmente una molla ad elica cilindrica.
4. 4 Valvola (10) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente in cui il secondo pistone (202) è soggetto all'azione di secondi mezzi elastici (207) che tendono a mantenerlo nella posizione di riposo .
5. 5. Valvola (10) secondo la rivendicazione precedente in cui i secondi mezzi elastici (207) comprendono una molla, preferibilmente una molla ad elica cilindrica.
6. 6. Valvola (10) secondo la rivendicazione 2 e 4 in cui i primi mezzi elastici (107) applicano al primo pistone (102) una forza maggiore di quella applicata dai secondi mezzi elastici (207) al secondo pistone (202).
7. 7. Valvola (10) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente in cui l'appoggio tra la seconda superficie (204) e il riduttore (212) comprende almeno una superficie in un materiale morbido e adatto a garantire la tenuta, preferibilmente gomma.
8. 8. Valvola (10) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente in cui la prima luce (110) mette in comunicazione la prima camera di lavoro (108) con la seconda camera di lavoro (208) attraverso un condot co ( 120 ) .
9. 9. Valvola (10) secondo la rivendicazione precedente in cui il condotto (120) comprende una variazione di sezione.
10. 10. Valvola (10) secondo la rivendicazione precedente in cui il condotto (120), in prossimità della prima camera dì lavoro (108), ha una sezione minore della sezione in prossimità della seconda camera di lavoro (208).
11. 11. Apparecchiatura (20) per la preparazione domestica di cappuccino, comprendente una valvola (10) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente.