ITPN980048A1

ITPN980048A1 - IMPROVED MIXING DEVICE FOR VENDING MACHINE OF HOT DRINKS

Info

Publication number: ITPN980048A1
Application number: IT98PN000048A
Authority: IT
Inventors: Giancarlo Pesenti; Stefano Gavazzi
Original assignee: Electrolux Zanussi Vending
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 1999-12-30
Also published as: GB2345252B; FR2780261B3; DK199900245U3; CH693604A5; IT1305512B1; DE29907464U1; FR2780261A1; ES1043595U; GB9915061D0; GB2345252A; ES1043595Y; ITPN980048A0

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: “DISPOSITIVO MISCELATORE PERFEZIONATO PER DISTRIBUTORE AUTOMATICO DI BEVANDE CALDE” of the patent for industrial invention entitled: "PERFECTED MIXER DEVICE FOR AUTOMATIC DISTRIBUTOR OF HOT DRINKS"

La presente invenzione riguarda un dispositivo miscelatore di materia prima in polvere ed acqua del tipo usato nei distributori automatici di bevande calde. The present invention relates to a mixing device of powdered raw material and water of the type used in automatic hot drink dispensers.

Nel contesto del presente brevetto l’espressione materia prima va intesa nel significato piu largo e quindi comprende non soltanto l’ingrediente principale di una bevanda, come il cacao in polvere per la preparazione della cioccolata ma anche un ingrediente per così dire ausiliario, come il latte condensato in polvere per la preparazione del cappuccino. In the context of the present patent the expression raw material is to be understood in the broadest meaning and therefore includes not only the main ingredient of a drink, such as cocoa powder for the preparation of chocolate, but also an auxiliary ingredient, as it were, such as powdered condensed milk for making cappuccino.

Un dispositivo del genere comprende una camera di omogeneizzazione aperta superiormente per ricevere gli ingredienti e inferiormente per lasciare defluire la bevanda verso il punto di erogazione. All’ interno della detta camera è alloggiata almeno una girante, azionata da un motore elettrico ad alta velocità mediante un albero che attraversa una parete della stessa camera al fine di produrre una completa ed intima omogeneizzazione della materia prima e dell’acqua calda. Such a device comprises a homogenization chamber open at the top to receive the ingredients and at the bottom to allow the drink to flow towards the dispensing point. Inside the chamber there is at least one impeller, driven by a high-speed electric motor by means of a shaft that crosses a wall of the same chamber in order to produce a complete and intimate homogenization of the raw material and hot water.

Immediatamente a monte della camera di omogeneizzazione il dispositivo miscelatore comprende un vano miscelatore, avente una forma a imbuto, nel quale la materia prima in polvere viene alimentata per caduta libera, ossia in una direzione verticale, da un sovrastante contenitore-dosatore mentre l’acqua calda, prodotta in una adiacente caldaia, viene alimentata al detto vano miscelatore in una direzione tangenziale, ossia in una direzione sostanzialmente perpendicolare a quella della materia prima. Immediately upstream of the homogenization chamber, the mixing device comprises a mixing compartment, having a funnel shape, into which the raw material in powder is fed by free fall, i.e. in a vertical direction, from an overlying container-doser while the water hot, produced in an adjacent boiler, is fed to said mixer compartment in a tangential direction, ie in a direction substantially perpendicular to that of the raw material.

Durante la caduta della materia prima dal contenitore-dosatore la sua frazione più volatile ed impalpabile si solleva insieme al vapore acqueo emesso dall’acqua calda e finisce per depositarsi in qualche punto freddo al’interno del distributore automatico. During the fall of the raw material from the container-doser, its most volatile and impalpable fraction rises together with the water vapor emitted by the hot water and ends up settling in some cold point inside the vending machine.

Per garantire una completa omogeneizzazione degli ingredienti, e quindi una elevata qualità della bevanda, e per funzionare a lungo senza guasti, il dispositivo miscelatore dovrebbe essere costruito in modo da non essere soggetto a perdite di liquido. II dispositivo dovrebbe inoltre essere costruito in modo che siano limitati al massimo gli insudiciamenti da parte della già menzionata frazione più volatile della materia prima anche se, evidentemente, il vapore emesso dall’acqua calda deve essere evacuato liberamente dal vano miscelatore. To ensure a complete homogenization of the ingredients, and therefore a high quality of the drink, and to function for a long time without failures, the mixing device should be constructed in such a way as not to be subject to liquid leaks. The device should also be constructed in such a way that fouling by the aforementioned more volatile fraction of the raw material is minimized even if, obviously, the steam emitted by the hot water must be evacuated freely from the mixer compartment.

I dispositivi miscelatori attualmente in uso non sono del tutto soddisfacenti dal punto di vista della affidabilità in esercizio e sono inoltre costruiti in un modo non ottimale, sia dal punto di vista strettamente tecnico che dal punto di vista dei costi. The mixing devices currently in use are not entirely satisfactory from the point of view of reliability in operation and are also constructed in a non-optimal way, both from a strictly technical point of view and from a cost point of view.

Scopo principale della invenzione è presentare un dispositivo miscelatore perfezionato per distributori automatici che, oltre a garantire una buona qualità delle bevande calde possa essere sottoposto facilmente alla ordinaria manutenzione anche da parte di personale privo di una specifica competenza tecnica. The main object of the invention is to present an improved mixing device for automatic vending machines which, in addition to ensuring a good quality of hot drinks, can be easily subjected to ordinary maintenance even by personnel lacking specific technical skills.

Questo e altri scopi sono raggiunti da un dispositivo miscelatore avente le caratteristiche delle successive rivendicazioni. This and other purposes are achieved by a mixing device having the characteristics of the subsequent claims.

Per consentire una migliore comprensione delle caratteristiche e dei vantaggi della presente invenzione, ne viene qui sotto descritta una preferita forma di esecuzione, facendo riferimento agli allegati disegni nei quali : To allow a better understanding of the characteristics and advantages of the present invention, a preferred embodiment is described below, with reference to the attached drawings in which:

- la fig. 1 è una vista di assieme semplificata di un dispositivo miscelatore sezionato secondo un piano verticale; - fig. 1 is a simplified overall view of a mixing device sectioned along a vertical plane;

- la fig. 2 è una vista ingrandita dei particolari racchiusi nel riquadro A della fig. 1; - fig. 2 is an enlarged view of the details enclosed in box A of fig. 1;

- la fig. 3 è una sezione longitudinale ulteriormente ingrandita della sola boccola di tenuta, prima di essere montata sull’albero della girante. - fig. 3 is a further enlarged longitudinal section of the sealing bushing alone, before being mounted on the impeller shaft.

La fig. 1 mostra, con la sola omissione di alcuni particolari privi di attinenza con Isa presente invenzione, un dispositivo miscelatore secondo l’invenzione, designato globalmente col riferimento numerico I , e il sovrastante contenitore 2 di una materia prima in polvere (ad esempio cacao), che comprende una vite dosatrice (non mostrata) e una bocchetta 3. La bocchetta 3, tranne che dalla parte della sua uscita, è circondata da una calotta protettiva 4, che è a sua volta unita al contenitore 2. La funzione della calotta protettiva 4 è quella di ricircolare la frazione volatile ed impalpabile della materia prima all’interno del dispositivo miscelatore, come è meglio spiegato più sotto. Fig. 1 shows, with the sole omission of some details having no relevance to the present invention, a mixing device according to the invention, globally designated with the reference numeral I, and the overlying container 2 of a raw material in powder (for example cocoa), which includes a metering screw (not shown) and a nozzle 3. The nozzle 3, except on the side of its outlet, is surrounded by a protective cap 4, which is in turn joined to the container 2. The function of the protective cap 4 is to recirculate the volatile and impalpable fraction of the raw material inside the mixing device, as it is better explained below.

Il dispositivo miscelatore 1 comprende un alimentatore 5 in forma di un imbuto aperto inferiormente in 6 e superiormente in 7. Il bordo dell’apertura superiore 7 si estende lateralmente per formare una piastra 8 che costituisce il coperchio scorrevole di un cassetto 9, che presenta alcuni setti 17 e una apertura finale 18, collegata alla aspirazione di un ventilatore di esplusione (non mostrato). The mixing device 1 comprises a feeder 5 in the form of a funnel open at the bottom at 6 and at the top at 7. The edge of the upper opening 7 extends laterally to form a plate 8 which constitutes the sliding lid of a drawer 9, which has some septa 17 and a final opening 18, connected to the suction of an exhaust fan (not shown).

Il cassetto 9 è fabbricato in un unico pezzo con una camicia toroidale 10 che, pur restando circonferenzialmente distanziato dall’alimentatore 5, ne sostiene il bordo dell’apertura superiore 7. La camicia 10 termina inferiormente con un bordo circonferenziale 11, rivolto radialmente verso l’asse dell’alimentatore 5, che poggia inferiormente sul bordo circonferenziale di un vano 12 avente una parte superiore 13 con la stessa forma e sezione della camicia toroidale 10 e una parte inferiore 14 a forma di imbuto la cui apertura finale inferiore è contrassegnata dal riferimento numerico 15. L’alimentatore 5 viene quindi a trovarsi, immediatamente al disotto della bocchetta 3; mentre la materia prima in polvere cade liberamente dal contenitore 2 attraverso la bocchetta 3, e viene quindi alimentata al vano 12 in direzione verticale, passando attraverso le aperture 6 e 7 dell 'alimentatore 5, l’acqua calda (che costituisce il secondo ingrediente della bevanda), prodotta in una adiacente caldaia (non mostrata), viene alimentata allo stesso vano 12 attraverso un tubo di iniezione 16. La parte finale del tubo 16 è vantaggiosamente diretta in una direzione tangenziale rispetto alle pareti del vano 12 ossia sostanzialmente perpendicolare alla direzione verticale di caduta della materia prima - vedere fig. 1. The drawer 9 is manufactured in a single piece with a toroidal jacket 10 which, while remaining circumferentially spaced from the feeder 5, supports the edge of the upper opening 7. The jacket 10 ends at the bottom with a circumferential edge 11, facing radially towards the 'axis of the feeder 5, which rests at the bottom on the circumferential edge of a compartment 12 having an upper part 13 with the same shape and section as the toroidal jacket 10 and a lower part 14 in the shape of a funnel whose final lower opening is marked by the reference numerical 15. The feeder 5 is therefore located immediately below the opening 3; while the raw material in powder falls freely from the container 2 through the nozzle 3, and is then fed to the compartment 12 in a vertical direction, passing through the openings 6 and 7 of the feeder 5, the hot water (which constitutes the second ingredient of the beverage), produced in an adjacent boiler (not shown), is fed to the same compartment 12 through an injection tube 16. The final part of the tube 16 is advantageously directed in a tangential direction with respect to the walls of the compartment 12, i.e. substantially perpendicular to the direction vertical fall of the raw material - see fig. 1.

A parte il fatto, in sè noto, che l’acqua calda iniettata attraverso il tubo 16 trascina con sè la materia prima in polvere verso il basso dei vano 12, una importante caratteristica della presente invenzione consiste nel fatto che il vapore emesso dall’acqua calda intercetta la frazione più volatile ed impalpabile della materia prima. Essa viene infatti sollevata verso l’alto, grazie anche alla leggera aspirazione che ha luogo attraverso l’apertura 18 della copertura 8, e, grazie al percorso a meandri imposto dai setti divisori 17, favorita a depositarsi all’interno del cassetto 9. A sua volta, la calotta protettiva 4, per la sua disposizione, ferma tutto quanto (frazione volatile della materia prima e/o vapore) che, comunque, si solleva dal dispositivo e, secondo un’altra importante caratteristica della presente invenzione, lo ricircola al’interno del vano miscelatore 12. Apart from the fact, per se known, that the hot water injected through the tube 16 drags with it the raw material in powder downwards of the compartment 12, an important characteristic of the present invention consists in the fact that the steam emitted by the water hot intercepts the most volatile and impalpable fraction of the raw material. It is in fact raised upwards, thanks also to the slight suction that takes place through the opening 18 of the cover 8, and, thanks to the meandering path imposed by the dividing walls 17, favored to settle inside the drawer 9. A in turn, the protective cap 4, due to its arrangement, stops everything (volatile fraction of the raw material and / or steam) which, in any case, rises from the device and, according to another important characteristic of the present invention, recirculates it to the '' inside the mixer compartment 12.

Come è meglio visibile in fig. 2, al disotto del vano 12, e in comunicazione con esso a partire dalla sopra menzionata sua apertura finale 15, si estende una camera di omogeneizzazione 20, avente una forma a gomito, che termina verso il basso con una apertura 21 per il deflusso della bevanda calda verso il punto di erogazione. Una parete 22 della camera di omogeneizzazione 20 è montata con la interposizione di una guarnizione di tenuta 23 in modo da essere separabile dalle altre pareti. La parete separabile 22 è inoltre fissata, mediante tradizionali mezzi di unione (non mostrati), a una struttura stazionaria. As can be seen better in fig. 2, below the compartment 12, and in communication with it starting from the aforementioned final opening 15, extends a homogenization chamber 20, having an elbow shape, which ends downwards with an opening 21 for the outflow of the hot drink to the dispensing point. A wall 22 of the homogenization chamber 20 is mounted with the interposition of a sealing gasket 23 so as to be separable from the other walls. The separable wall 22 is also fixed, by means of traditional joining means (not shown), to a stationary structure.

Attraverso una idonea apertura (non mostrata) la detta parete separabile 22 della camera di omogeneizzazione 20 guida l’albero 26 di una girante 27, azionata da un motore asincrono monofase 28, che è sostenuto mediante viti di fissaggio 29 alla stessa struttura stazionaria 24 del distributore automatico. Come è ben noto, la funzione della girante 27 è quella di omogeneizzare i due ingredienti, dopo la miscelazione che già ha avuto luogo nel vano 12, al fine di produrre una bevanda calda qualitativamente buona. Il riferimento numerico 25 indica un disco, montato con gioco sullo stesso albero 26 all’ esterno della camera di omogeneizzazione 20, che serve da fermo della girante 27. Through a suitable opening (not shown) the said separable wall 22 of the homogenization chamber 20 guides the shaft 26 of an impeller 27, driven by a single-phase asynchronous motor 28, which is supported by means of fixing screws 29 to the same stationary structure 24 of the vending machine. As is well known, the function of the impeller 27 is to homogenize the two ingredients, after the mixing which has already taken place in the compartment 12, in order to produce a qualitatively good hot drink. The numerical reference 25 indicates a disc, mounted with clearance on the same shaft 26 outside the homogenization chamber 20, which serves as a stop for the impeller 27.

Secondo una caratteristica della presente invenzione, la tenuta idraulica dell’albero 26, in corrispondenza del foro previsto nella parete separabile 22 della camera di omogeneizzazione 20, è assicurata da una boccola 30 che è fabbricata con un materiale sintetico a memoria elastica, per esempio PTFE HS 110030. According to a characteristic of the present invention, the hydraulic seal of the shaft 26, in correspondence with the hole provided in the separable wall 22 of the homogenization chamber 20, is ensured by a bushing 30 which is manufactured with a synthetic material with elastic memory, for example PTFE HS 110030.

Come è mostrato nelle fig. 2 e 3, la boccola 30 è costituita da un unico pezzo che comprende : uno spallamelo 31; una sede 32 per un O-ring 33; un sottilissimo labbro circonferenziale 34 che si estende dalla faccia esterna dello spallamento 31 ed ha, prima del montaggio, un diametro minore del diametro interno della boccola 30. As shown in FIGS. 2 and 3, the bush 30 is constituted by a single piece which comprises: a shoulder 31; a seat 32 for an O-ring 33; a very thin circumferential lip 34 which extends from the external face of the shoulder 31 and has, before assembly, a smaller diameter than the internal diameter of the bushing 30.

Data la memoria elastica che caratterizza il materiale con cui è fabbricata, quando la boccola 30 viene infilata sull’albero 26 spingendola nella direzione della freccia F di fig. 3, il labbro 34 si conforma perfettamente alla sezione trasversale dell’albero 26 e, conseguentemente, realizza, insieme al'O-ring 33, una perfetta tenuta idraulica, che perdura nel tempo. Given the elastic memory that characterizes the material with which it is manufactured, when the bush 30 is inserted on the shaft 26 by pushing it in the direction of the arrow F in fig. 3, the lip 34 conforms perfectly to the cross section of the shaft 26 and, consequently, creates, together with the O-ring 33, a perfect hydraulic seal, which lasts over time.

I vantaggi della presente invenzione possono essere cosi riassunti : The advantages of the present invention can be summarized as follows:

- La frazione più volatile ed impalpabile della materia prima in polvere e il vapore prodotto dall’acqua calda non vanno a depositarsi in vari punti del distributore automatico (ciò che obbligherebbe a costose operazioni di periodica manutenzione, come nei distributori attualmente in uso). In particolare la detta frazione volatile viene trattenuta nel cassetto 9 e/o ricrcolata all’interno del vano 12 da parte della calotta protettiva 4, che si estende praticamente al disopra dello stesso alimentatore 5, oltre che intorno alla bocchetta 3. - The most volatile and impalpable fraction of the raw material in powder form and the steam produced by hot water do not go to deposit in various points of the vending machine (which would require costly periodic maintenance operations, as in the vending machines currently in use). In particular, the said volatile fraction is retained in the drawer 9 and / or recycled inside the compartment 12 by the protective cap 4, which extends practically above the same feeder 5, as well as around the nozzle 3.

- L’intero casetto 9 è estraibile e, dopo che è stato sollevato il coperchio 8, può essere facilmente pulito e sanificato, anche da parte di personale non particolarmente qualificato. - The entire case 9 is removable and, after the lid 8 has been lifted, it can be easily cleaned and sanitized, even by not particularly qualified personnel.

- La affidabilità in esercizio del dispositivo miscelatore è decisamente buona, in particolare per quanto riguarda la tenuta idraulica intorno all’albero 26 della girante 27, grazie al materiale a memoria elastica con cui è fabbricata la boccola 30 - L’intero dispositivo miscelatore è realizzato con un numero ridotto di componenti, ciò che ne migliora la fabbricazione, sia dal punto di vista tecnico che economico. - The operational reliability of the mixing device is decidedly good, in particular as regards the hydraulic seal around the shaft 26 of the impeller 27, thanks to the elastic memory material with which the bushing 30 is manufactured - The entire mixing device is made with a reduced number of components, which improves the manufacturing, both from a technical and economic point of view.

Anche se la descrizione fornita qui sopra si riferisce alla preferita forma di esecuzione dell’invenzione, che prevede l’impiego generalizzato di materiali plastici compatibili con gli alimenti per la fabbricazione di quasi tutte le parti costitutive del dispositivo miscelatore, resta fin d’ora inteso che l’invenzione potrà essere realizzata anche in forme diverse. Although the description provided above refers to the preferred embodiment of the invention, which provides for the generalized use of plastic materials compatible with foodstuffs for the manufacture of almost all the constituent parts of the mixing device, it is understood as of now that the invention can also be implemented in different forms.

Claims

CLAIMS I. Device for mixing a raw material in powder and water, which constitute the ingredients of a hot drink prepared in an automatic vending machine, comprising: - a homogenization chamber (20) with an inlet (15) for a mixture of the ingredients and an outlet (21) for the outflow of the drink towards the dispensing point - motorized means (27) for the homogenization of the mixture of ingredients within the said chamber (20) - a mixer compartment (12) connected to the homogenization chamber (20) through said inlet opening (15) and provided with means (5, 16) for feeding, respectively, the raw material in powder coming from an overlying container ( 2) and hot water coming from an adjacent boiler, in two substantially perpendicular directions. and characterized by the fact that said means (5) for feeding the raw material are manufactured in a single piece with first means (8, 17) suitable for retaining the more volatile and impalpable fraction of the raw material in powder which is intercepted by the steam emitted by the hot water injected into the mixer compartment (12).

2. Mixing device according to claim 1, characterized in that said first means (8, 17) cooperate with a drawer (9) which comprises a toroidal jacket (10), circumferentially spaced from said material feeding means (5) first feeder, which supports the edge of the upper opening (7) and ends at the bottom with a circumferential edge (11) resting on said compartment (12).

3. Mixing device according to claim 2, characterized in that said drawer is provided with a suction opening (18).

4. Mixing device according to any one of the preceding claims, characterized in that second means (4) suitable for recirculating are provided around the mouth (3) for the passage of the raw material from said container (2) to the mixing compartment (12) inside the mixer compartment (12) a more volatile and impalpable fraction of the raw material in powder form.

5. Mixing device according to any one of the preceding claims, characterized in that the motorized homogenization means consist of at least one impeller (27), arranged inside the homogenization chamber (20), driven by an electric motor (28) by means of a shaft (26) guided by a wall (22) of the same chamber (20) with the interposition of sealing means (30, 33), characterized in that said sealing means comprise a bushing (30) manufactured with a material synthetic with elastic memory and arranged in the point where said shaft (26) crosses said wall.