ITMI972466A1 - Distributore di bevande calde a miscelazione istantanea, ad elevata sicurezza di impiego - Google Patents

Description

D E S C R I Z IO N E

Il presente trovato si riferisce ad un distributore di bevande calde a miscelazione istantanea.

I distributori di bevande calde si dividono in distributori a premiscelazione, denominati comunemente distributori "pre-mix" e in distributori a miscelazione istantanea denominati distributori "post-mix'<1 >.

I distributori "pre-mix" eseguono il riscaldamento della bevanda dopo che questa è stata preparata ad esempio mediante la solubilizzazione in acqua di apposite sostanze, mentre i distributori "post-mix" erogano bevande preparate all’istante mediante la miscelazione di acqua riscaldata con sostanze liquide o in polvere solubile.

I distributori "post-mix" a polvere sono quindi in grado di erogare bevande calde, preparate all'istante utilizzando un liquido neutra caldo, in genere acqua, ed una polvere o granuli solubili, in genere cioccolata, tè, caffè o altre sostanze.

I distributori del tipo "post-mix" a polvere, di piccole dimensioni, sono generalmente costituiti da un serbatoio, all'interno del quale viene contenuta l'acqua da utilizzare, da una piccola pompa che è connessa con il suo condotto di aspirazione al serbatoio e che è collegata, con il suo condotto di mandata, ad una caldaia. Quest'ultima è generalmente costituita da un blocco in lega di alluminio all'interno del quale è annegata una serpentina toroidale, nella quale viene fatta fluire dalla pompa l'acqua da riscaldare, e nel blocco in lega di alluminio è inoltre annegata una resistenza elettrica che ha la funzione di eseguire il riscaldamento dell'acqua mentre questa fluisce lungo la serpentina toroidale. L'uscita della caldaia è collegata ad mia camera di miscelazione che viene anche alimentata con la polvere o granuli solubili immagazzinati in un contenitore che è provvisto di un'uscita connessa alla camera dei miscelazione. La camera di miscelazione è dotata inferiormente dì una luce di erogazione e, al suo interno, viene generalmente previsto un frullino motorizzato.

La temperatura della caldaia viene controllata mediante un termistore ed una scheda elettronica che regola la quantità di energia elettrica somministrata alla resistenza in base alla rilevazione della temperatura del blocco in lega di alluminio eseguita dal termistore.

Sul condotto di mandata della pompa, più particolarmente in corrispondenza dell'ingresso della caldaia, è generalmente previsto un regolatore di flusso, regolabile manualmente, che consente di variare la quantità di acqua nell'unità di tempo durante il tempo di funzionamento della pompa scandito dalla scheda elettronica.

Infine, in prossimità della fine del condotto che collega la caldaia con la camera di miscelazione, è disposta un’elettrovalvola del tipo onoff il cui compito è quello di bloccare il flusso dell'acqua quando viene interrotto il funzionamento della pompa altrimenti tutta l'acqua che si trova a valle della pompa tenderebbe ad uscire.

Questi dosatori "post-mix", di tipo noto, presentano alcuni problemi ed inconvenienti.

Infatti, per evitare che, a seguito di anomalie di funzionamento della caldaia, si crei una sovrappressione pericolosa all'interno del condotto che collega la caldaia alla camera di miscelazione, è necessario utilizzare elettrovalvole on-off di tipo particolare e cioè in grado di poter funzionare anche come valvole di sfogo in modo tale da ridurre prontamente eventuali sovrappressioni.

Nei distributori post-mix a polvere di tipo noto esiste anche il problema di eseguire frequenti pulizie dei condotti per rimuovere il calcare che si forma con la messa in temperatura dell'acqua in caldaia.

L'evacuazione del calcare è di fatto impedita dalla particolare conformazione interna dell'elettrovalvola on-off. Infatti, le elettrovalvole solitamente utilizzate sono valvole per alte temperature (130°C) che sono progettate e costruite per i vapori e che quindi hanno orifizi di passaggio molto piccoli. Tali orifizi impediscono la fuoriuscita dei granuli di calcare e la parziale chiusura del foro di passaggio varia la quantità di acqua che fuoriesce. La totale chiusura del foro di passaggio mette in pressione il condotto che è posto tra l'uscita della caldaia e l'ingresso dell'elettrovalvola. Se questo condotto non è un tubo per alte pressioni e non è opportunamente raccordato, può esplodere con pericolo per l'utente. In alcuni casi, viene ovviato questo problema ponendo l'elettrovalvola on-off direttamente sull'uscita della caldaia. Questo accorgimento non permette però il mantenimento in temperatura dell'acqua che è contenuta nel tubo che collega l'elettrovalvola alla camera di miscelazione.

Un altro problema riscontrabile nei distributori post-mix a polvere di bevande calde è rappresentato dall'obbligo di usare tubi e raccordi per alte pressioni per il condotto che si sviluppa tra l'uscita della pompa e l'ingresso del regolatore di flusso che, come si è detto, viene generalmente assemblato all'ingresso della serpentina toroidale della caldaia.

Compito precipuo del presente trovato è quello di risolvere i problemi sopra esposti realizzando un distributore di bevande calde a miscelazione istantanea che presenti un elevato grado di sicurezza contro il pericolo si sovrappressioni nel condotto di collegamento della caldaia con la camera di miscelazione pur senza ricorrere all'impiego di elettrovalvole on-off con funzione aggiuntiva di valvola di sfogo.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di realizzare un distributore di bevande calde a miscelazione istantanea che eviti efficacemente il ristagno di calcare e l'ostruzione del condotto che collega la caldaia con la camera di miscelazione.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un distributore di bevande calde a miscelazione istantanea che non richieda necessariamente l'impiego di tubi di collegamento per alte pressioni.

Un ulteriore scopo del trovato è quello di realizzare un distributore di bevande calde a miscelazione istantanea che presenti un'elevata affidabilità di funzionamento e che possa essere prodotto con costi competitivi.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un distributore di bevande calde a miscelazione istantanea, comprendente: un serbatoio dell'acqua, una pompa collegata con il suo condotto di aspirazione a detto serbatoio dell'acqua, una caldaia con un ingresso connesso al condotto di mandata di detta pompa e provvista di mezzi di riscaldamento dell'acqua alimentata da detta pompa ed una camera di miscelazione collegata all'uscita di detta caldaia, détta camera di miscelazione essendo inoltre collegata ad un serbatoio di una sostanza solubile in acqua ed essendo provvista di una luce di erogazione, essendo previsti mezzi valvolari atti ad interrompere l'alimentazione dell'acqua a detta camera di miscelazione, caratterizzato dal fatto che detti mezzi valvolari sono costituiti da una valvola unidirezionale posta sul condotto di collegamento di detta caldaia con detta camera di miscelazione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, del distributore secondo il trovato, illustrato, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 illustra schematicamente il distributore secondo il trovato in vista prospettica con le pareti dell'involucro del distributore rappresentante in trasparenza per maggiore chiarezza;

la figura 2 illustra schematicamente il collegamento tra alcuni degli elementi che compongono il distributore secondo il trovato;

la figura 3 illustra la valvola unidirezionale, sezionata assialmente, nella posizione di chiusura:

la figura 4 illustra la valvola unidirezionale della figura 3 nella posizione di apertura.

Con riferimento alle figure citate, il distributore secondo il trovato, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende, in modo di per sè noto, una pompa 2 che è collegata, con il suo condotto di aspirazione 3, ad un serbatoio 4 per l'acqua.

La pompa è preferibilmente costituita da un'elettropompa a membrana ed è collegata con il suo condotto di mandata 5 ad una caldaia 6 provvista di mezzi di riscaldamento dell’acqua che viene alimentata dalla pompa 2.

La caldaia 6 può essere costituita, in modo di per sè noto, da un blocco in lega di alluminio, all'interno del quale è annegata una serpentina toroidale che viene connessa con il suo ingresso al condotto di mandata 5 della pompa 2. I mezzi di riscaldamento sono costituiti, in modo di per sè noto, da una resistenza elettrica che è annegata all'interno del blocco in lega di alluminio.

L'uscita della serpentina toroidale è connessa ad un condotto di collegamento 8 che sfocia all'interno di una camera di miscelazione 9 che è dotata inferiormente di una luce di erogazione 10.

Superiormente alla camera di miscelazione 9, è disposto un serbatoio 11 per la sostanza in polvere o granulare, solubile in acqua, da miscelare con l'acqua calda proveniente dalla caldaia 6.

Il serbatoio 11 è opportunamente costituito da un silo provvisto di coclea motorizzata di erogazione.

All'interno della camera di miscelazione 9 può essere previsto, in modo di per sè noto, un frullino motorizzato per migliorare la dissoluzione del prodotto granulare o in polvere nell'acqua calda prima dell'erogazione della bevanda preparata.

Lungo il condotto 8, che collega la caldaia 6 con la camera di miscelazione 9, sono disposti mezzi valvolari che sono atti ad interrompere l'alimentazione dell'acqua alla camera di miscelazione 9.

Secondo il trovato, tali mezzi valvolari sono costituiti da una valvola unidirezionale 12 che è posta preferibilmente in prossimità della camera di miscelazione 9.

Più particolarmente, la valvola unidirezionale 12, illustrata in particolare nelle figure 3 e 4, comprende un corpo 13 sostanzialmente cilindrico, che presenta, in corrispondenza delle due basi, una luce di ingresso 14 ed una luce di uscita 15 che sono sostanzialmente coassiali tra loro. Tra le luci 14 e 15, nel corpo 13 della valvola 12, è definita una camera 16 sostanzialmente cilindrica, coassiale alle luci 14 e 15, che alloggia, in modo coassiale, una molla elicoidale 17 la quale agisce su una sfera di chiusura 18 che riscontra la luce di ingresso 14. La molla elicoidale 17 è inoltre vantaggiosamente dimensionata in modo tale da operare, nel movimento di apertura e di chiusura della valvola 12, un raschiamento delle pareti laterali della camera 16 per operare l'asportazione del calcare che eventualmente dovesse depositarsi all'interno della camera 16.

Il distributare secondo il trovato comprende inoltre un regolatore di flusso 20, regolabile manualmente, che è disposto in corrispondenza dell'inizio del condotto di mandata 5.

La resistenza elettrica che riscalda la caldaia 6 viene azionata da una scheda elettronica 21 che sovrintende al funzionamento di tutta la macchina controllando, oltre all'azionamento della resistenza elettrica, anche il tempo di funzionamento della pompa 2.

L'alimentazione elettrica della resistenza posta nella caldaia 6 viene comandata dalla scheda elettronica 21 a seguito del rilevamento della temperatura della stessa caldaia 6 operato tramite un termistore di tipo noto e non illustrato per semplicità.

La caldaia 6 è inoltre equipaggiata con un termostato a bimetallo a riarmo manuale 22 che è atto a rilevare anche temperature superiori alla temperatura di normale esercizio della caldaia in modo tale da interrompere tempestivamente l'alimentazione elettrica della resistenza nel caso di un funzionamento anomalo della stessa caldaia.

Vantaggiosamente sono previsti anche mezzi di rilevamento della presenza dell'acqua nel serbatoio 4. Tali mezzi di rilevamento possono essere costituiti da sonde 23 che possono essere collegate alla scheda 21 e/o ad un'eventuale spia di segnalazione della mancanza di acqua all'interno del serbatoio 4.

Per il fatto che l'erogazione dell'acqua alla camera di miscelazione 9 è controllata, secondo il trovato, mediante una semplice valvola unidirezionale 12, viene escluso con sicurezza che, all'interno del condotto 8, possa verificarsi una sovrappressione tale da portare al suo scoppio.

La particolare struttura della valvola unidirezionale 12 è inoltre in grado di assicurare, di volta in volta, lo scarico del calcare che si forma senza problemi di ostruzione della luce di uscita 15.

La particolare disposizione del regolatore di flusso 20, situato in corrispondenza dell'inizio del condotto di mandata 5 della pompa 2, assicura che anche il condotto di mandata 5 non vada soggetto a sovrappressioni e che quindi possa essere utilizzato, per tale condotto, un normale tubo in materiale sintetico senza la necessità di impiegare un tubo e relativi raccordi per elevate pressioni.

Il funzionamento del distributore secondo il trovato è il seguente. Quando il distributore viene azionato, la scheda elettronica 21 aziona, per un tempo prefissato, la pompa 2 che provoca l'alimentazione della caldaia 6 con una quantità prefissata di acqua. La quantità di acqua che viene alimentata alla caldaia 6 può essere variata regolando opportunamente il regolatore di flusso 20.

L'acqua, transitando nella caldaia 6, viene adeguatamente riscaldata e viene quindi convogliata nella camera di miscelazione 9 in quanto la pressione dell'acqua riscaldata che fluisce lungo il condotto 8 provoca l'apertura della valvola unidirezionale 12.

L'acqua riscaldata, nella camera di miscelazione 9, viene miscelata con la polvere o i granuli della sostanza erogata dal serbatoio 11 ottenendo la bevanda calda che viene erogata attraverso la luce di erogazione 10 .

Quando viene interrotto l'azionamento della pompa 2, la caduta di pressione lungo il condotto di mandata 5 e lungo il condotto 8, provoca la chiusura della valvola unidirezionale 12 e quindi interrompe l'erogazione delle bevanda calda.

E' da notare che, durante il funzionamento del distributore, qualora dovessero verificarsi sovrappressioni all'interno della caldaia 6, tali sovrappressioni vengono immediatamente abbattute dall'apertura della valvola unidirezionale 12.

Si è in pratica constatato come il distributore secondo il trovato assolva pienamente il compito prefissato in quanto offre adeguate garanzie di sicurezza contro l'insorgere di sovrappressioni all'interno dei condotti a seguito di anomalie di funzionamento della caldaia.

Inoltre, la particolare disposizione del regolatore di flusso unitamente all'impiego della valvola unidirezionale, consente di realizzare i condotti all'interno del distributore come condotti normali evitando l'impiego di tubi e di raccordi per elevate pressioni.

Un ulteriore vantaggio del distributore secondo il trovato è quello di richiedere interventi di manutenzione estremamente ridotti a seguito dell'evacuazione del calcare che si forma.

Il distributore così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (13)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Distributore di bevande calde a miscelazione istantanea, comprendente: un serbatoio dell'acqua, una pompa collegata con il suo condotto di aspirazione a detto serbatoio dell'acqua, una caldaia con un ingresso connesso al condotto di mandata di detta pompa e provvista di mezzi di riscaldamento dell'acqua alimentata da detta pompa ed una camera di miscelazione collegata all'uscita di detta caldaia, detta camera di miscelazione essendo inoltre collegata ad un serbatoio di una sostanza solubile in acqua ed essendo provvista di una luce di erogazione, essendo previsti mezzi valvolari atti ad interrompere l'alimentazione dell'acqua a detta camera di miscelazione, caratterizzato dal fatto che detti mezzi valvolari sono costituiti da una valvola unidirezionale posta sul condotto di collegamento di detta caldaia con detta camera di miscelazione.
2. 2. Distributore, secondo la rivendicazione 1, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta valvola unidirezionale è posta in prossimità di detta camera di miscelazione.
3. 3. Distributore, secondo le rivendicazioni I e 2, caratterizzato dal fatto che detta valvola unidirezionale comprende un corpo con definite due luci coassiali tra loro, rispettivamente una luce di ingresso ed una luce di uscita, tra dette due luci essendo definita una camera sostanzialmente cilindrica coassiale a dette luci ed alloggiante coassialmente una molla elicoidale agente su una sfera di chiusura riscontrante detta luce di ingresso, detta molla elicoidale essendo dimensionata per raschiare le pareti laterali di detta camera nel movimento di apertura o di chiusura della valvola.
4. 4. Distributore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un regolatore di flusso posto sul condotto di mandata di detta pompa.
5. 5. Distributore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto regolatore di flusso è posto in corrispondenza dell'inizio di detto condotto di mandata.
6. 6. Distributore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta pompa è una pompa a membrana.
7. 7. Distributore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta caldaia comprende un blocchetto metallico con annegata una resistenza elettrica e con definito un condotto a serpentina toroidale per l'acqua da riscaldare connesso a detto condotto di mandata della pompa.
8. 8. Distributore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta caldaia è provvista di un termostato a bimetallo a riarmo manuale atto a rilevare anche temperature superiori alla temperatura di normale esercizio della caldaia.
9. 9. Distributore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una scheda elettronica per il controllo del ciclo di funzionamento del distributore e della temperatura della caldaia mediante termistore posto all'interno di detta caldaia.
10. 10. Distributore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di rilevamento della presenza dell'acqua in detto serbatoio dell'acqua. li.
11. Distributore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto serbatoio della sostanza solubile comprende un silo di contenimento disposto superiormente a detta camera di miscelazione e provvisto di coclea motorizzata di erogazione.
12. 12. Distributore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che in detta camera di miscelazione è disposto un frullino motorizzato.
13. 13. Distributore di bevande calde a miscelazione istantanea, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.