ITMI20102103A1 - Elettrovalvola a tre vie per un circuito di alimentazione di un fluido, in particolare per una macchina per la preparazione di bevande a base di caffe' o similari - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“ELETTROVALVOLA A TRE VIE PER UN CIRCUITO DI ALIMENTAZIONE DI UN FLUIDO, IN PARTICOLARE PER UNA MACCHINA PER LA PREPARAZIONE DI BEVANDE A BASE DI CAFFÈ O SIMILARIâ€

La presente invenzione riguarda un’elettrovalvola a tre vie per un circuito di alimentazione di un fluido, in particolare per una macchina per la preparazione di bevande a base di caffà ̈.

In generale, una macchina per la preparazione di bevande a base di caffà ̈ comprende un circuito di alimentazione di acqua calda che attraversa il caffà ̈ disposto all’interno di una camera d’infusione. Il circuito di alimentazione di acqua calda comprende un condotto di mandata che collega una caldaia alla camera d’infusione; una valvola di riduzione di pressione disposta lungo tale condotto di mandata; due condotti di scarico che dipartono dal condotto di mandata rispettivamente a monte e a valle della valvola di riduzione di pressione; e due elettrovalvole disposte rispettivamente lungo i due condotti di scarico. Il flusso di acqua calda lungo il condotto di mandata à ̈ selettivamente alimentato da una pompa disposta a monte della caldaia.

Tramite le due elettrovalvole disposte lungo i condotti di scarico à ̈ possibile realizzare le seguenti fasi operative: fase d’innesco pompa; fase d’infusione; e fase di scarico.

In maggiore dettaglio, la fase d’innesco pompa consiste nell’azionare la pompa, mantenere aperta l†̃elettrovalvola a monte della valvola di riduzione di pressione, e mantenere chiusa l’elettrovalvola a valle della valvola di riduzione di pressione in modo da mandare in scarico l’acqua fredda che a seguito della precedente erogazione ristagnava fra la caldaia e la valvola di riduzione di pressione.

La fase d’infusione prevede di mantenere la pompa in azione e di mantenere chiuse entrambe le elettrovalvole, in modo che l’acqua calda raggiunga la camera d’infusione.

Nella fase di scarico, la pompa à ̈ arrestata, mentre l’elettrovalvola a monte della valvola di riduzione della pressione viene mantenuta chiusa e l’elettrovalvola a valle della valvola di riduzione di pressione viene aperta in modo da scaricare la pressione nel tratto di condotto di mandata fra la valvola di riduzione di pressione e la camera di infusione per evitare eventuali gocciolamenti al momento della rimozione del caffà ̈.

Il circuito descritto ha dato prova di essere particolarmente efficace, ma richiede due elettrovalvole in modo da poter realizzare tutte le fasi richieste per il corretto funzionamento della macchina per la preparazione di bevande a base di caffà ̈.

Uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una elettrovalvola per un circuito di alimentazione di un fluido, in particolare per una macchina per la preparazione di bevande a base di caffà ̈ o infusi similari, che sia in grado di svolgere la funzione di due elettrovalvole operate in modo indipendente una dall’altra.

Secondo la presente invenzione à ̈ realizzata un’elettrovalvola a tre vie per un circuito di alimentazione di un fluido, in particolare per una macchina per la preparazione di bevande a base di caffà ̈ o similari, l’elettrovalvola comprendendo un corpo valvola definente un vano; un primo e un secondo condotto d’ingresso al vano; un condotto di scarico dal vano; un primo otturatore e un secondo otturatore per otturare rispettivamente la comunicazione fra il vano e il condotto di scarico e la comunicazione fra il secondo condotto d’ingresso e il vano; un attuatore elettromagnetico per controllare almeno la posizione del primo otturatore; e un dispositivo idraulico per impedire il riflusso dal primo condotto d’ingresso al secondo condotto d’ingresso.

In accordo con la presente invenzione, il primo otturatore che controlla il condotto di scarico à ̈ comandato dall’attuatore elettromagnetico in modo da assicurare la fase d’infusione. La fase di scarico à ̈ assicurata dall’apertura simultanea del primo e del secondo otturatore: in questo caso non possono verificarsi problemi di riflusso attraverso il primo condotto d’ingresso.

La fase d’innesco pompa à ̈ assicurata dalla simultanea apertura del primo condotto d’ingresso e del condotto di scarico. Un eventuale riflusso attraverso il secondo condotto d’ingresso à ̈ impedito dal dispositivo idraulico.

Secondo una preferita forma di attuazione della presente invenzione tale dispositivo idraulico à ̈ configurato come una valvola di non ritorno, la quale à ̈ disposta in corrispondenza dell’imbocco del secondo condotto nel vano. In particolare, la valvola di non ritorno à ̈ disposta all’interno del vano.

Questa configurazione impedisce il riflusso nella fase d’innesco pompa e garantisce l’esecuzione della fase di scarico.

Secondo un’altra preferita forma di attuazione della presente invenzione il primo otturatore à ̈ collegato a uno stelo, il quale à ̈ mobile lungo l’asse determinato, à ̈ accoppiato all’attuatore elettromeccanico, e presenta un’estremità libera e configurata per essere disposta a contatto del secondo otturatore in modo da mantenere il secondo otturatore nella posizione chiusa quando il primo otturatore à ̈ disposto nella posizione chiusa e permettere l’apertura del secondo otturatore quando il primo otturatore à ̈ in posizione aperta; il secondo otturatore essendo mobile lungo l’asse determinato.

Questa forma di attuazione impedisce che eventuali onde di pressione possano causare una disfunzione della valvola di non ritorno nella fase d’infusione.

Secondo un’ulteriore preferita forma di attuazione della presente invenzione il dispositivo idraulico comprende una guida del flusso di liquido proveniente dal primo condotto di ingresso; la detta guida essendo configurata in modo da realizzare una depressione in corrispondenza del raccordo fra il secondo condotto e il vano, e simultaneamente una sovrapressione in corrispondenza dell’imbocco del condotto di scarico.

In questo modo non à ̈ necessaria la valvola di non ritorno e il secondo otturatore, può essere azionato lungo l’asse determinato in direzione e verso concorde al primo otturatore. Di conseguenza, il primo e il secondo otturatore possono essere montati sullo stesso stelo.

Per una migliore comprensione dell’invenzione, ne verranno di seguito descritte forme di realizzazione, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1 à ̈ una vista schematica e con parti asportate per chiarezza di un circuito di una macchina per la preparazione di bevande a base di caffà ̈ in cui à ̈ installata una valvola realizzata in accordo con la presente invenzione;

- le figure 2, 3 e 4 sono delle viste in sezione longitudinale, in scala ingrandita e con alcune parti asportate per chiarezza, di una elettrovalvola realizzata in accordo con una prima forma di attuazione della presente invenzione;

- le figure 5, 6 e 7 sono delle viste in sezione longitudinale, in scala ingrandita e con alcune parti asportate per chiarezza, di una elettrovalvola realizzata in accordo con una seconda forma di attuazione della presente invenzione; e

- le figure 8, 9 e 10 sono delle viste in sezione longitudinale, in scala ingrandita e con alcune parti asportate per chiarezza, di una elettrovalvola realizzata in accordo con una terza forma di attuazione della presente invenzione.

Nella figura 1, con 1 à ̈ indicato nel suo complesso un circuito di una macchina per la preparazione di bevande a base di caffà ̈.

Sebbene la presente invenzione faccia specifico riferimento al caffà ̈ si intende che la presente invenzione à ̈ applicabile a elettrovalvole impiegate in qualsiasi tipo di macchina per la produzione di infusi in una camera di infusione.

Il circuito 1 comprende un ramo di mandata 2 lungo il quale sono disposti in successione un serbatoio 3, una pompa 4, una caldaia 5, una valvola di riduzione di pressione 6, camera di infusione 7, configurata per contenere una caffà ̈ o similari; e un collettore di scarico C.

Il circuito 1 comprende inoltre una elettrovalvola 8 a tre vie, la quale à ̈ collegata al ramo di mandata 2 da due rami di ingresso 9 e 10, disposti rispettivamente a monte e a valle della valvole di riduzione di pressione 6, e al collettore di scarico C da un ramo di scarico 11.

Con riferimento alle figure da 2 a 4, l’elettrovalvola 8 si estende lungo un asse A determinato e comprende un corpo valvola 12 definente un vano 13; due condotti di ingresso 14 e 15 al vano 13; un condotto di scarico 16 dal vano 13; due otturatori 17 e 18 per otturare rispettivamente la comunicazione fra il vano 13 e il condotto di scarico 16 e la comunicazione fra il condotto di ingresso 15 e il vano 13; un attuatore elettromagnetico 19 per controllare la posizione dell’otturatore 17; e un dispositivo idraulico per impedire il riflusso dal condotto di ingresso 14 al condotto di ingresso 15.

Con riferimento alla figura 1, i condotti di ingresso 14 e 15 sono collegati rispettivamente ai rami di ingresso 9 e 10, mentre il condotto di scarico 16 Ã ̈ collegato al ramo di scarico 11.

Nella fattispecie illustrata nelle figure da 2 a 4, il dispositivo idraulico comprende una valvola di non ritorno 20 disposta in corrispondenza dell’imbocco del secondo condotto di ingresso 15 con il vano 13. In particolare, la valvola di non ritorno 20 à ̈ disposta all’interno del vano 13. In maggiore dettaglio, la valvola di non ritorno 20 comprende l’otturatore 18, e un elemento elastico 21 per mantenere l’otturatore 18 nella posizione chiusa. Preferibilmente, la valvola di non ritorno 20 comprende un distanziale 22 alloggiato nel vano 13 per definire uno spallamento per l’elemento elastico 21. La valvola di non ritorno 20 comprende inoltre un anello elastico 23, preferibilmente una molla ad elica, disposto in corrispondenza dell’imbocco del condotto 15 nel vano 13, e una boccola 24 configurata per mantenere l’anello elastico 23 in una posizione determinata. La boccola 24 à ̈ mantenuta in posizione dal distanziale 22 L’otturatore 18 presenta un piattello, il quale à ̈ guidato dal distanziale 22 e sul quale agisce l’elemento elastico 21; e una protrusione configurata per essere inserita nell’anello elastico 23 in modo da garantire la tenuta idraulica sotto l’azione dell’elemento elastico 21.

In maggiore dettaglio, i due otturatori 17 e 18 sono allineati lungo l’asse A e sono mobili entrambi lungo l’asse A per rispettivamente bloccare/permettere l’uscita del fluido dal vano 13 attraverso il condotto di scarico 16 e l’ingresso del fluido nel vano 13 dal condotto di ingresso 15. L’elettrovalvola 1 comprende uno stelo 25 selettivamente mobile lungo l’asse A e azionato dall’attuatore elettromagnetico 19. L’otturatore 17 à ̈ montato lungo lo stelo 25 o, meglio detto, à ̈ definito da un ingrossamento radiale dello stelo 25 stesso.

Il corpo valvola 12 à ̈ formato da due semigusci 26 e 27 accoppiati fra loro con le rispettive concavità affacciate Entrambi i condotti d’ingresso 14 e 15 sono realizzati integralmente con il semiguscio 26, mentre il condotto di scarico 16 à ̈ realizzato integralmente con il semiguscio 27.

Secondo una variante non illustrata nelle figure allegate, il condotto d’ingresso 14 à ̈ realizzato integralmente con il semiguscio 27.

In particolare, l’imbocco dell’ingresso 14 à ̈ disposto da una banda rispetto all’asse A, mentre l’imbocco del condotto di ingresso 15 à ̈ allineato e centrato con l’asse A. Il semiguscio 27 presenta una zona con una sezione di passaggio 28 ridotta e configurata per cooperare con l’otturatore. Chiaramente la sezione di passaggio 28 à ̈ allineata e centrata con l’asse A. Il corpo valvola 12 comprende un anello elastico 29, il quale à ̈ configurato per cooperare con l’otturatore 17 ed à ̈ serrato fra uno spallamento del semiguscio 27 e il distanziale 22 in corrispondenza della sezione di passaggio 28.

L’attuatore elettromagnetico 19 e lo stelo 25 sono configurati in modo tale per cui l’otturatore 17 sia in posizione normalmente aperta, ossia in assenza di alimentazione elettrica all’attuatore elettromagnetico 19 il vano 13 comunica con il condotto di scarico 16.

In uso, nella cosiddetta fase d’innesco pompa, l’elettrovalvola 8 rimane in posizione aperta e il fluido viene scaricato (configurazione di figura 2). La chiusura dell’otturatore 17 determina la cosiddetta fase di infusione o erogazione (configurazione di figura 3).

Una vola terminata la fase d’infusione, la pompa 4 viene arrestata e l’otturatore 17 viene aperto in modo da scaricare la pressione residua presente nel tratto di circuito 2 a valle della valvola di riduzione di pressione 6 attraverso la valvola di non ritorno 20 (configurazione di figura 4).

Secondo la forma di attuazione illustrata nelle figure da 5 a 7, gli elementi identici o simili a quelli raffigurati nelle figure da 2 a 4 sono indicati con lo stesso numero di riferimento. Nella fattispecie, l’elettrovalvola 8 realizzata in accordo con la presente forma di attuazione differisce dalla precedente forma di attuazione per il fatto di comprendere uno stelo 30 che, come il precedente stelo 25, definisce l’otturatore 17 e presenta una estremità libera disposta in prossimità dell’otturatore 18 in una misura tale da esercitare una leggera pressione sull’otturatore 18 quando l’attuatore elettromagnetico 19 à ̈ attivato, ossia l’otturatore 17 si trova nella posizione chiusa. Di fatto, lo stelo 30 si estende per quasi l’intera lunghezza del vano 13 e ha la funzione di evitare un’inaspettata apertura della valvola di non ritorno 20 nella cosiddetta fase di infusione o erogazione. Quando l’otturatore 17 à ̈ nella posizione aperta, l’estremità libera dello stelo 30 si trova ad una distanza tale dall’otturatore 18 in modo da permettere l’apertura dell’otturatore 18.

Secondo una variante non illustrata nelle figure allegate, l’elemento elastico 21 della valvola di non ritorno 20 à ̈ omesso, in quanto la chiusura del’otturatore 18 à ̈ assicurata dallo stelo 30 almeno nella fase di erogazione. Nella fase di innesco pompa à ̈ la pressione presente nel vano 13 a garantire la chiusura dell’otturatore 18.

Secondo la forma di attuazione illustrata nelle figure da 8 a 10, gli elementi identici o simili a quelli raffigurati nelle figure da 2 a 4 sono indicati con lo stesso numero di riferimento. Nella fattispecie, l’elettrovalvola 8 realizzata in accordo con la presente forma di attuazione differisce dalle precedenti forme di attuazione per il fatto che la valvola di non ritorno 20 à ̈ omessa e il dispositivo idraulico à ̈ definito da una guida 31 del flusso di liquido proveniente dal condotto di ingresso 14. In particolare, la guida del flusso 31 à ̈ ottenuta disponendo il condotto d’ingresso 14 inclinato rispetto all’asse A determinato e con la bocca di uscita dello stesso rivolta verso il condotto di scarico 16. In questo modo, à ̈ realizzata una depressione in corrispondenza dell’imbocco del condotto 14 e il vano 13, e simultaneamente una sovrapressione in corrispondenza dell’imbocco del condotto di scarico 16. In una variante non illustrata, la guida 31 del flusso comprende un deflettore, il quale si estende nel vano 13, à ̈ raccordato al condotto di ingresso 14, ed à ̈ inclinato verso l’imbocco del condotto di scarico 16.

Questa particolare configurazione del condotto di ingresso 14 impedisce il riflusso del liquido attraverso il condotto di ingresso 15 in fase di innesco pompa (configurazione di figura 8) anche quando il condotto di ingresso 15 à ̈ aperto. Di conseguenza, l’otturatore 18 può essere azionato concordemente all’otturatore 17. Di conseguenza, l’elettrovalvola 8 realizzata in accordo con la presente forma di attuazione presenta uno stelo 32, lungo il quale sono disposti entrambi gli otturatori 17 e 18.

Il funzionamento della presente forma di attuazione differisce dalle precedenti forme di attuazione unicamente nella fase d’innesco pompa (configurazione di figura 8). Nel caso specifico, in fase d’innesco pompa entrambi gli otturatori 17 e 18 sono disposti in posizione aperta e il flusso di liquido non imbocca il condotto di ingresso 14 unicamente per l’effetto fluidodinamico prodotto dalla guida 31 di flusso nel vano 13.

L’elettrovalvola 8 in accordo con le diverse forme di attuazione presenta il vantaggio di svolgere i compiti normalmente eseguiti da due elettrovalvole e, quindi, permette di risparmiare un attuatore elettromagnetico. Tale scopo à ̈ raggiunto tramite un dispositivo idraulico passivo, ossia che non richiede un comando esterno, ma che sfrutta le caratteristiche che il circuito conferisce al fluido, come la pressione e la velocità, per determinare percorsi preferenziali nel corpo valvola 12.

Inoltre, l’elettrovalvola 8 si contraddistingue per la semplicità costruttiva e la facilità di assemblaggio.

È inoltre evidente che alla presente invenzione possono essere apportate variazioni senza peraltro uscire dall’ambito di protezione definito nelle rivendicazioni allegate.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Elettrovalvola a tre vie per un circuito (1) di alimentazione di un fluido, in particolare per una macchina per la preparazione di bevande a base di caffà ̈ o similari, l’elettrovalvola (8) comprendendo un corpo valvola (12) definente un vano (13); un primo e un secondo condotto d’ingresso (14, 15) al vano (13); un condotto di scarico (16) dal vano (13); un primo otturatore (17) e un secondo otturatore (18) per otturare rispettivamente la comunicazione fra il vano (13) e il condotto di scarico (16) e la comunicazione fra il secondo condotto d’ingresso (15) e il vano (13); un attuatore elettromagnetico (19) per controllare almeno la posizione del primo otturatore (17); e un dispositivo idraulico per impedire il riflusso dal primo condotto d’ingresso (14) al secondo condotto di ingresso (15).
2. 2. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 1, in cui il dispositivo idraulico comprende una valvola di non ritorno (20) disposta in corrispondenza dell’imbocco del secondo condotto di ingresso (15) con il vano (13); in particolare la valvola di non ritorno (20) essendo disposta all’interno del vano (13).
3. 3. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 2, in cui la valvola di non ritorno (20) comprende il secondo otturatore (18).
4. 4. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 3, in cui la valvola di non ritorno (20) comprende un elemento elastico (21) per mantenere il secondo otturatore (18) nella posizione chiusa.
5. 5. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 4, in cui la valvola di non ritorno (20) comprende un distanziale (22) alloggiato nel vano (13) per definire uno spallamento per l’elemento elastico (21).
6. 6. Elettrovalvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui il primo otturatore (17) à ̈ collegato a uno stelo (25, 30), il quale à ̈ mobile lungo un asse (A) determinato ed à ̈ accoppiato all’attuatore elettromagnetico (19).
7. 7. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 5, in cui lo stelo (30) presenta un’estremità libera e configurata per essere disposta a contatto del secondo otturatore (18) in modo da mantenere il secondo otturatore (18) nella posizione chiusa quando il primo otturatore (17) à ̈ disposto nella posizione chiusa e permettere l’apertura del secondo otturatore (18) quando il primo otturatore (17) à ̈ in posizione aperta; il secondo otturatore (18) essendo mobile lungo l’asse (A) determinato.
8. 8. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 1, in cui il dispositivo idraulico comprende una guida (31) del flusso di liquido proveniente dal primo condotto di ingresso (14); la detta guida (31) del flusso essendo configurata in modo da realizzare una depressione in corrispondenza del raccordo fra il secondo condotto di ingresso (15) e il vano (13), e simultaneamente una sovrapressione in corrispondenza del condotto di scarico (16).
9. 9. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 7, in cui la guida (31) del flusso à ̈ determinata dall’orientamento del primo condotto d’ingresso (14), il quale à ̈ disposto fra il secondo condotto d†̃ingresso (15) e il condotto di scarico (16), ed à ̈ inclinato verso l’imbocco del condotto di scarico (16).
10. 10. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 8, in cui il primo otturatore (17) e il secondo otturatore (18) sono montati su uno stelo (32) mobile lungo l’asse (A) determinato e azionato dall’attuatore elettromagnetico (19).
11. 11. Elettrovalvola secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il corpo valvola (12) à ̈ formato da un primo semiguscio (26) e un secondo semiguscio (27) accoppiati fra loro con le rispettive concavità affacciate.
12. 12. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 10, in cui il primo condotto d’ingresso (14) à ̈ realizzato integralmente con il primo semiguscio (25); il condotto di scarico (16) essendo realizzato integralmente con il secondo semiguscio (27).
13. 13. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 11, in cui il secondo semiguscio (27) presenta una zona con una sezione di passaggio (28) ridotta e configurata per cooperare con il primo otturatore (17).