ITTO20120928A1 - AUTOMATIC BEVERAGE DISTRIBUTOR - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
“DISTRIBUTORE AUTOMATICO DI BEVANDE†⠀ œAUTOMATIC BEVERAGE DISTRIBUTORâ €
La presente invenzione à ̈ relativa ad un distributore automatico di bevande. The present invention relates to an automatic beverage dispenser.
In particolare, la presente invenzione à ̈ relativa ad un distributore automatico di bevande del tipo comprendente un gruppo di produzione delle bevande; una caldaia ad accumulo provvista di un serbatoio per dell’acqua calda a pressione ambiente; ed un circuito idraulico per l’alimentazione dell’acqua calda al gruppo di produzione; il circuito comprendendo una pompa ad immersione provvista di un organo pompante immerso nel serbatoio e di un condotto di mandata semi-immerso presentante una superficie interna. In particular, the present invention relates to an automatic beverage dispenser of the type comprising a beverage production unit; a storage boiler equipped with a tank for hot water at ambient pressure; and a hydraulic circuit for supplying hot water to the production group; the circuit comprising an immersion pump provided with a pumping member immersed in the tank and a semi-immersed delivery duct having an internal surface.
Com’à ̈ noto ai costruttori e ai gestori dei distributori automatici di bevande del tipo sopra specificato, le caldaie ad accumulo soffrono del problema della formazione di incrostazioni calcaree. Infatti, il riscaldamento dell’acqua, che viene normalmente mantenuta in caldaia alla temperatura di circa 95°, comporta, com’à ̈ noto, la cristallizzazione dei minerali in essa disciolti con conseguente precipitazione di carbonati di calcio e comparsa, sul pelo libero dell’acqua, di cristalli di aragonite, i quali, con il passare del tempo, tendono a formare, sulle pareti lambite dall’acqua, delle strutture solide, compatte e ben aderenti. As is known to the manufacturers and operators of automatic beverage dispensers of the type specified above, storage boilers suffer from the problem of limescale formation. In fact, the heating of the water, which is normally kept in the boiler at a temperature of about 95 °, involves, as is known, the crystallization of the minerals dissolved in it with consequent precipitation of calcium carbonates and the appearance, on the hair free of water, of aragonite crystals, which, with the passage of time, tend to form solid, compact and well-adhering structures on the walls lapped by the water.
Uno dei componenti maggiormente afflitti da questo problema à ̈ la pompa ad immersione; infatti, dal momento che il condotto di mandata si trova semi-immerso, i depositi di aragonite che si trovano in sospensione sul pelo libero dell’acqua all’interno del condotto di mandata tendono a formare sulla superficie interna del condotto stesso delle incrostazioni che, con il passare del tempo, possono ridurre progressivamente la luce del condotto sino ad ostruirlo completamente, compromettendo l’efficienza e l’affidabilità della pompa stessa. One of the components most affected by this problem is the immersion pump; in fact, since the delivery duct is semi-immersed, the aragonite deposits that are suspended on the free surface of the water inside the delivery duct tend to form encrustations on the internal surface of the duct itself which, over time, can progressively reduce the light in the duct until it is completely obstructed, compromising the efficiency and reliability of the pump itself.
Per risolvere questo problema à ̈ stato proposto di utilizzare un filtro disposto all’ingresso del condotto di mandata oppure di introdurre una elettrovalvola atta ad evitare l’ingresso dell’acqua nel condotto di mandata in condizioni stazionarie della pompa. Tuttavia, entrambe queste soluzioni presentano l’inconveniente di complicare strutturalmente la pompa e, soprattutto, di aumentarne il costo sia in termini di produzione, sia in termini di manutenzione della stessa. To solve this problem it has been proposed to use a filter placed at the inlet of the delivery duct or to introduce a solenoid valve designed to prevent the entry of water into the delivery duct in stationary conditions of the pump. However, both of these solutions have the drawback of structurally complicating the pump and, above all, of increasing its cost both in terms of production and in terms of maintenance.
Scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un distributore automatico di bevande, il quale consenta di risolvere, in maniera semplice ed economica, il problema della formazione di depositi di aragonite all’interno del condotto di mandata della pompa ad immersione. The purpose of the present invention is to provide an automatic beverage dispenser, which allows to solve, in a simple and economical way, the problem of the formation of aragonite deposits inside the delivery duct of the immersion pump.
Secondo la presente invenzione viene fornito un distributore automatico di bevande secondo quanto licitato nella rivendicazione 1 e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni successive dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 1. According to the present invention, an automatic beverage dispenser is provided according to what is disclosed in claim 1 and, preferably, in any of the subsequent claims directly or indirectly dependent on claim 1.
L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:
- la figura 1 illustra, in maniera schematica e con parti asportate per chiarezza, una preferita forma di attuazione del distributore automatico di bevande della presente invenzione; Figure 1 is a schematic illustration of a preferred embodiment of the automatic beverage dispenser of the present invention with parts removed for clarity;
- la figura 2 illustra, in vista prospettica ed in scala ingrandita, un particolare del distributore della figura 1; Figure 2 illustrates, in perspective view and on an enlarged scale, a detail of the distributor of Figure 1;
- la figura 3 illustra, in sezione assiale ed in scala ingrandita, una porzione inferiore del particolare della figura 2; - figure 3 shows, in axial section and on an enlarged scale, a lower portion of the detail of figure 2;
- la figura 4 illustra una variante di un particolare della figura 3; e Figure 4 illustrates a variant of a detail of Figure 3; And
- la figura 5 illustra una variante della figura 3. Nella figura 1, con 1 à ̈ indicato nel suo complesso un distributore automatico di bevande comprendente un involucro o armadio 2 chiuso anteriormente da una porta 3, la quale à ̈ provvista di una pulsantiera 4 di selezione delle bevande e presenta un’apertura frontale atta a consentire, in uso, ad un utente di accedere ad un vano di erogazione 5 delle bevande per prelevare un bicchiere 6 contenente la bevanda selezionata. - figure 5 illustrates a variant of figure 3. In figure 1, 1 indicates as a whole an automatic drinks dispenser comprising a casing or cabinet 2 closed at the front by a door 3, which is provided with a push-button panel 4 for selecting beverages and has a front opening designed to allow, in use, a user to access a beverage dispensing compartment 5 in order to withdraw a glass 6 containing the selected beverage.
L’armadio 2 alloggia, al proprio interno, una pluralità di unità funzionali del distributore 1 comprendenti almeno un gruppo 7 per la produzione delle bevande, un gruppo 8 per la produzione e l’alimentazione al gruppo 7 di acqua calda in pressione, ed una centralina elettronica 9 atta a controllare le unità funzionali del distributore 1. The cabinet 2 houses, internally, a plurality of functional units of the dispenser 1 including at least one group 7 for the production of beverages, a group 8 for the production and supply to group 7 of pressurized hot water, and an electronic control unit 9 adapted to control the functional units of the vending machine 1.
Il gruppo 7 per la produzione delle bevande à ̈ un gruppo di tipo noto (e, per questo, non verrà descritto in dettaglio) comprendente una unità produttiva 10 in grado di realizzare bevande di tipo istantaneo, ossia ricavate a partire da prodotti solubili, e/o bevande di tipo “espresso†, ed una porzione terminale di uscita definita da una pluralità di ugelli 11 collegati fluidicamente all’unità produttiva 10 e disposti nel vano 5 di erogazione. The group 7 for the production of beverages is a group of a known type (and, for this reason, it will not be described in detail) comprising a production unit 10 capable of making instant-type beverages, i.e. made from soluble products, and / or drinks of the â € œespressoâ € type, and an outlet terminal portion defined by a plurality of nozzles 11 fluidically connected to the production unit 10 and arranged in the dispensing compartment 5.
Il gruppo 8 per la produzione e l’alimentazione dell’acqua calda comprende, invece, una caldaia 12 ad accumulo (di tipo noto) comprendente, a sua volta, un serbatoio 13 atto a contenere una determinata quantità di acqua alla pressione atmosferica, ed un elemento riscaldatore 14 atto a scaldare ed a mantenere l’acqua nel serbatoio 13 ad un temperatura prestabilita, normalmente di circa 95°. Il gruppo 8 comprende, inoltre, un circuito idraulico 15, il quale ha la funzione, in uso, di prelevare quantità dosate di acqua calda dalla caldaia 12 per alimentarle, ad una pressione determinata, al gruppo 7 per la produzione di relative bevande, e comprende una pompa 16 del tipo ad immersione inserita all’interno del serbatoio 13 e connessa fluidicamente ad un ingresso del gruppo 7. The group 8 for the production and supply of hot water comprises, on the other hand, a storage boiler 12 (of known type) comprising, in turn, a tank 13 suitable for containing a certain quantity of water at atmospheric pressure , and a heating element 14 adapted to heat and maintain the water in the tank 13 at a predetermined temperature, normally of about 95 °. The group 8 also comprises a hydraulic circuit 15, which has the function, in use, of withdrawing metered quantities of hot water from the boiler 12 to feed them, at a determined pressure, to the group 7 for the production of related beverages, and it comprises a pump 16 of the immersion type inserted inside the tank 13 and fluidically connected to an inlet of the group 7.
Secondo quanto illustrato nella figura 1, la pompa 16 à ̈ una pompa centrifuga avente un asse 17 verticale e comprendente un corpo pompa 18 disposto in prossimità di una parete di fondo del serbatoio 13 in modo da essere sempre, in condizioni di normale utilizzo della caldaia 12, immerso nel serbatoio 13 ossia al di sotto di un pelo libero 19 presentato, in uso, dall’acqua nel serbatoio 13 stesso. According to what is illustrated in Figure 1, the pump 16 is a centrifugal pump having a vertical axis 17 and comprising a pump body 18 arranged in proximity to a bottom wall of the tank 13 so as to always be, in conditions of normal use of the boiler 12, immersed in the tank 13, ie below a free surface 19 presented, in use, by the water in the tank 13 itself.
Secondo quanto meglio illustrato nella figura 3, il corpo pompa 18 presenta, al proprio interno, una camera 20 di pompaggio, la quale comunica inferiormente con l’interno del serbatoio 13 tramite un’apertura 21 di aspirazione ed alloggia una girante 22 a pale calettata su di una estremità libera di un albero 23 per ruotare, in uso, attorno all’asse 17. L’albero 23 à ̈ l’albero di uscita di un motore elettrico 24, il quale à ̈ collegato rigidamente al corpo pompa 18 tramite un telaio ed à ̈ disposto ad un livello, rispetto alla parete di fondo del serbatoio 13, superiore alla quota del pelo libero 19 in modo tale da rimanere sempre emerso. According to what is better illustrated in Figure 3, the pump body 18 has, inside, a pumping chamber 20, which communicates at the bottom with the inside of the tank 13 through an intake opening 21 and houses an impeller 22 at blades keyed on a free end of a shaft 23 to rotate, in use, around the axis 17. The shaft 23 is the output shaft of an electric motor 24, which is rigidly connected to the pump body 18 by means of a frame and is arranged at a level, with respect to the bottom wall of the tank 13, higher than the level of the free surface 19 in such a way as to always remain emerged.
La camera 20 di pompaggio comunica, tramite una propria espansione radiale 25, con l’ingresso di un condotto 26 di mandata rigido, il quale à ̈ solidale al, o integrale con, il corpo pompa 18, à ̈ preferibilmente cilindrico e presenta una porzione inferiore 27, la quale comunica inferiormente con l’espansione radiale 25, si estende verso l’alto parallelamente all’asse 17 e presenta una estremità superiore sempre disposta, in uso, ad un livello superiore a quello del pelo libero 19. The pumping chamber 20 communicates, through its own radial expansion 25, with the inlet of a rigid delivery duct 26, which is integral with, or integral with, the pump body 18, is preferably cylindrical and has a lower portion 27, which communicates below with the radial expansion 25, extends upwards parallel to the axis 17 and has an upper extremity always arranged, in use, at a higher level than that of the free surface 19 .
Il condotto 26 di mandata comprende, inoltre, una porzione superiore 28 di raccordo della porzione inferiore 27 con un condotto terminale 29 di alimentazione dell’acqua in uscita dalla caldaia 12 all’unità produttiva 10. La porzione superiore 28 presenta un diametro inferiore a quello della porzione inferiore 27 ed à ̈ raccordato alla porzione inferiore 27 tramite uno spallamento conico 30. The delivery duct 26 also comprises an upper portion 28 connecting the lower portion 27 with a terminal duct 29 for supplying the water leaving the boiler 12 to the production unit 10. The upper portion 28 has a smaller diameter to that of the lower portion 27 and is connected to the lower portion 27 by means of a conical shoulder 30.
All’interno della porzione inferiore 27 del condotto 26 di mandata à ̈ montato scorrevole un elemento raschiatore 31 tubolare, la cui forma esterna à ̈ complementare alla forma di una superficie interna 32 della porzione inferiore 27 stessa. A tubular scraper element 31 is slidably mounted inside the lower portion 27 of the delivery duct 26, the external shape of which is complementary to the shape of an internal surface 32 of the lower portion 27 itself.
Secondo quanto meglio illustrato nella figura 3, l’elemento raschiatore 31 presenta un passaggio assiale 33 comprendente un tratto inferiore 34, il quale si estende verso l’alto da una estremità inferiore dell’elemento raschiatore 31 stesso e presenta un diametro, che à ̈ ridotto rispetto al diametro della superficie interna 32 in modo da definire, sulla estremità inferiore dell’elemento raschiatore 31, una superficie anulare 35 piana perpendicolare all’asse della porzione inferiore 27 del condotto 26 di mandata. Il passaggio assiale 33 comprende, inoltre, un tratto superiore 36, il quale presenta una forma conica svasata verso l’alto e raccorda l’estremità superiore del tratto inferiore 34 ad una estremità superiore dell’elemento raschiatore 31 per definire, in corrispondenza della citata estremità superiore, un bordo 37 anulare sostanzialmente tagliente disposto tangente, ed accoppiato in modo scorrevole, alla superficie interna 32 della porzione inferiore 27 del condotto 26 di mandata. According to what is better illustrated in Figure 3, the scraper element 31 has an axial passage 33 comprising a lower portion 34, which extends upwards from a lower end of the scraper element 31 itself and has a diameter, which is reduced with respect to the diameter of the internal surface 32 so as to define, on the lower end of the scraper element 31, an annular flat surface 35 perpendicular to the axis of the lower portion 27 of the delivery duct 26. The axial passage 33 also comprises an upper section 36, which has a conical shape flared towards the top and connects the upper end of the lower section 34 to an upper end of the scraper element 31 to define, in corresponding to the aforementioned upper end, a substantially cutting annular edge 37 disposed tangent, and slidingly coupled, to the internal surface 32 of the lower portion 27 of the delivery duct 26.
In uso, ad una condizione stazionaria prolungata della caldaia 12 corrisponde, normalmente, la formazione, in corrispondenza del pelo libero 19 all’interno del serbatoio 13 e della porzione inferiore 27 del condotto 26 di mandata, di un deposito di aragonite, il quale tende, per accumulo, a ridurre la luce del condotto 26 di mandata a valori inaccettabili. Questo inconveniente à ̈ eliminato dalla presenza dell’elemento raschiatore 31, il quale à ̈ mobile, lungo la porzione inferiore 27 del condotto 26 di mandata e per effetto della spinta dell’acqua in pressione, tra una normale posizione abbassata di riposo disposta al di sotto del pelo libero 19 e sul fondo della porzione inferiore 27, ed una posizione sollevata disposta almeno parzialmente al di sopra del pelo libero 19. In questo modo, ad ogni azionamento della pompa 16, l’elemento raschiatore 31 viene spostato verso l’alto, sotto la spinta dell’acqua che agisce sulla superficie anulare 35, in modo da percorrere sostanzialmente tutta la porzione inferiore 27 spostando il suo bordo 37 fra una prima ed una seconda posizione disposte da bande opposte del pelo libero 19 ed asportare, tramite l’azione del bordo 37 stesso sulla superficie interna 32, il citato deposito di aragonite. In use, a prolonged stationary condition of the boiler 12 normally corresponds to the formation, in correspondence with the free surface 19 inside the tank 13 and the lower portion 27 of the delivery duct 26, of a deposit of aragonite, which it tends, by accumulation, to reduce the opening of the delivery duct 26 to unacceptable values. This drawback is eliminated by the presence of the scraper element 31, which is mobile, along the lower portion 27 of the delivery duct 26 and due to the thrust of the water under pressure, between a normal lowered rest position below the free surface 19 and on the bottom of the lower portion 27, and a raised position arranged at least partially above the free surface 19. In this way, at each actuation of the pump 16, the scraper element 31 is moved towards the top, under the thrust of the water which acts on the annular surface 35, so as to substantially cover the entire lower portion 27 moving its edge 37 between a first and a second position arranged on opposite bands of the free surface 19 and remove, by means of the action of the edge 37 itself on the internal surface 32, the aforementioned deposit of aragonite.
Per ottenere questo risultato à ̈ necessario che lo spallamento 30, che funge da elemento di arresto della corsa verso l’alto dell’elemento raschiatore 31, sia disposto, lungo il condotto di mandata 26, ad un livello superiore rispetto al pelo libero 19, la cui quota viene mantenuta sostanzialmente sempre costante tramite l’utilizzo di misuratori di livello montati all’interno del serbatoio 13 per segnalare alla centralina elettronica 9 ogni variazione di livello dell’acqua. To obtain this result, the shoulder 30, which acts as an element to stop the upward travel of the scraper element 31, must be arranged along the delivery duct 26 at a higher level than the free surface. 19, whose share is kept substantially constant by means of the use of level gauges mounted inside the tank 13 to signal any change in water level to the electronic control unit 9.
Preferibilmente, inoltre, la distanza tra lo spallamento 30 ed il pelo libero 19 viene calcolata in modo da essere inferiore alla lunghezza dell’elemento raschiatore 31; questo accorgimento evita, infatti, che, quando la pompa 16 viene arrestata al termine di una erogazione e l’acqua nel condotto di mandata 26 riforma il pelo libero 19, eventuali residui di incrostazioni ancora presenti sulla parete interna 32 si trovino al di sotto della superficie anulare 25 dell’elemento raschiatore 31 e impediscano a quest’ultimo di ridiscendere per gravità . Furthermore, the distance between the shoulder 30 and the free surface 19 is preferably calculated so as to be less than the length of the scraper element 31; this arrangement avoids, in fact, that, when the pump 16 is stopped at the end of a delivery and the water in the delivery duct 26 reforms the free surface 19, any residues of encrustations still present on the internal wall 32 are found below of the annular surface 25 of the scraper element 31 and prevent the latter from descending again by gravity.
I vantaggi ottenibili dall’impiego dell’elemento raschiatore 31 possono essere ottenuti anche tramite l’impiego di un elemento raschiatore 38 illustrato nella figura 4 e costituente una variante dell’elemento raschiatore 31 della figura 3. The advantages obtainable from the use of the scraper element 31 can also be obtained through the use of a scraper element 38 illustrated in figure 4 and constituting a variant of the scraper element 31 of figure 3.
L’elemento raschiatore 38 à ̈ un elemento tubolare, il quale presenta un passaggio assiale 39, che à ̈ simile al passaggio assiale 33 e definisce, sulla estremità inferiore dell’elemento raschiatore 38, una superficie anulare 40 di spinta. Sulla superficie esterna dell’elemento raschiatore 38 sono ricavati dei canali 41 a elica, i quali conferiscono una forma frastagliata ad un bordo superiore 42 tagliente dell’elemento raschiatore 38 stesso e impartiscono a quest’ultimo un moto rotatorio attorno al suo asse quando l’elemento raschiatore 38 viene spinto verso lo spallamento conico 30 dall’acqua che percorre il condotto 26 di mandata sotto la spinta della pompa 16. The scraper element 38 is a tubular element, which has an axial passage 39, which is similar to the axial passage 33 and defines, on the lower end of the scraper element 38, an annular thrust surface 40. On the external surface of the scraper element 38 are made some helical channels 41, which give a jagged shape to a cutting upper edge 42 of the scraper element 38 itself and impart to the latter a rotary motion around its axis when the scraper element 38 is pushed towards the conical shoulder 30 by the water which flows through the delivery duct 26 under the thrust of the pump 16.
Ovviamente, gli elementi raschiatori 31 e 38 degli esempi sopra descritti sono realizzati di un materiale con peso specifico opportunamente elevato, preferibilmente metallo. Obviously, the scraping elements 31 and 38 of the examples described above are made of a material with a suitably high specific weight, preferably metal.
Nella variante illustrata nella figura 5, l’azione raschiante à ̈ svolta da un elemento raschiatore 43, il quale comprende un pistone tubolare 44 realizzato di un materiale a basso peso specifico, per esempio materiale plastico, ed una molla 45 elicoidale, la quale à ̈ compressa tra il pistone tubolare 44 e lo spallamento 30 e comprende una pluralità di spire 46 aventi un diametro esterno approssimante per difetto il diametro della porzione inferiore 27 del condotto 26 di mandata. In the variant illustrated in Figure 5, the scraping action is performed by a scraper element 43, which comprises a tubular piston 44 made of a material with a low specific weight, for example plastic material, and a helical spring 45, which It is compressed between the tubular piston 44 and the shoulder 30 and comprises a plurality of coils 46 having an external diameter which approximates downwards the diameter of the lower portion 27 of the delivery duct 26.
In uso, la molla 45 svolge la duplice funzione di riportare il pistone tubolare 44 sul fondo del condotto di mandata 26 quando la pompa 16 viene arrestata, e di comprimersi sotto la spinta dell’acqua quando la pompa 16 viene attiva in modo da raschiare la superficie interna 32 del condotto 26 di mandata ed asportare i depositi di aragonite. In use, the spring 45 has the dual function of returning the tubular piston 44 to the bottom of the delivery duct 26 when the pump 16 is stopped, and of compressing itself under the pressure of the water when the pump 16 is activated so as to scrape the internal surface 32 of the delivery duct 26 and remove the aragonite deposits.
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