PT103536B

PT103536B - HYDRAULIC EXTRACTION GROUP

Info

Publication number: PT103536B
Application number: PT10353606A
Authority: PT
Inventors: Valdemar Marques Ribeiro
Original assignee: Valdemar Marques Ribeiro
Priority date: 2006-07-24
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2008-07-29
Also published as: PT103536A

Abstract

A PRESENTE INVENÇIÃO REFERE-SE A UM GRUPO HIDRÁULICO DE EXTRACÇÃO PARA MÁQUINAS DE BEBIDAS QUENTES, EM PARTICULAR PARA A PREPARAÇÃO DE CAFÉ. O GRUPO HIDRÁULICO DE EXTRACÇÂO, DE ACORDO COM A PRESENTE INVENÇÃO, COMPREENDE: UMA CABEÇA DE DISTRIBUIÇÃO (1) VARIÁVEL POR TIPO DE FUNCIONAMENTO (POR ELECTRO-VÁLVULA DE ESCAPE OU POR TORNEIRA MECÂNICA DE ESCAPE); UMA PEÇA ACESSÓRIA; UMA VÁLVULA ANTI-RETORNO; UMA CÂMARA (4); UM PISTÃO (5); UM CALCADOR (6); UMA MOLA (7); PEÇA ACESSÓRIA (8); O VEIO DE COMANDO DE ENTRADA DE ÁGUA (9); UMA PASTILHA DE CAFÉ (10) OU UMA DOSE DE CAFÉ MOÍDO (11); UMA VÁLVULA DE ENTRADA (12); UM PORTA-FILTROS (13); UM CASQUILHO REDUTOR DE PRESSÃO (14); UMA VÁLVULA (15); UMA MOLA (16); UMA SAÍDA; E FINALMENTE UM VEDANTE.The present invention relates to a hydro extracting group for hot drink machines, in particular for the preparation of coffee. THE HYDRAULIC EXTRACTION GROUP, ACCORDING TO THE PRESENT INVENTION, INCLUDES: A DISTRIBUTION HEAD (1) VARIABLE BY TYPE OF OPERATION (BY ELECTRO-VALVE OF EXHAUST OR BY MECHANICAL EXHAUST TAP); AN ACCESSORY PART; AN ANTI-RETURN VALVE; A CHAMBER (4); A PISTON (5); A CALCULATOR (6); A SPRING (7); ACCESSORY PART (8); THE WATER INPUT COMMAND (9); A COFFEE PIPE (10) OR A COFFEE DOSE OF COFFEE (11); AN INLET VALVE (12); A filter holder (13); A PRESSURE REDUCING BUSHING (14); A VALVE (15); A SPRING (16); AN OUTLET; AND FINALLY A SEAL.

Description

DESCRIÇÃODESCRIPTION

GRUPO HIDRÁULICO DE EXTRACÇÃOHYDRAULIC EXTRACTION GROUP

Domínio técnico da invençãoTechnical field of the invention

A presente invenção refere-se a um grupo hidráulico de extracção para máquinas de bebidas quentes, em particular para a preparação de café, em que a máquina em geral consiste num grupo hidráulico, um termobloco, uma bomba, duas electro-válvulas de 2 vias, uma para escape e outra para vapor, ou uma torneira mecânica para escape e uma electro-válvula de 2 vias para vapor e finalmente um depósito de água.The present invention relates to a hydraulic extraction group for hot beverage machines, particularly for brewing coffee, wherein the machine generally consists of a hydraulic group, a thermoblock, a pump, two 2-way electro-valves. one for exhaust and one for steam, or a mechanical tap for exhaust and a 2-way electro-valve for steam and finally a water tank.

Estado da técnica anteriorPrior Art

São conhecidos no estado da arte grupos hidráulicos para uso em máquinas de preparação de bebidas quentes, os quais apresentam os constituintes gerais semelhantes aos apresentados na presente patente.Hydraulic groups are known in the art for use in hot beverage preparation machines which have the general constituents similar to those disclosed in this patent.

A patente Europeia EP0087550 apresenta uma máquina de café capaz de preparar café expresso e de filtro na qual uma câmara aberta no topo contém um cilindro tubular controlado manualmente ou por meio de uma alavanca que serve para comprimir a mistura do café com a água. Os diferentes tipos de filtros e a temperatura da água dependem do modo de café pretendido.European patent EP0087550 discloses a coffee machine capable of preparing espresso and filter coffee in which an open top chamber contains a tubular cylinder controlled manually or by means of a lever which serves to compress the mixture of coffee and water. Different types of filters and water temperature depend on the desired coffee mode.

A patente francesa FR2716792 apresenta uma máquina de café em que um interruptor principal comanda uma bomba e um aquecedor os quais fornecem água quente ou vapor de água necessários para o filtro e para válvula de mola a qual controla o bocal de dispersão.French patent FR2716792 discloses a coffee maker in which a main switch controls a pump and a heater which provide hot water or water vapor necessary for the filter and spring valve which controls the dispersion nozzle.

As patentes referidas como estado da técnica apresentam algumas das características da presente patente e tentam lidar com alguns dos problemas comuns às máquinas de bebidas quentes. Mas as soluções técnicas apresentadas são substancialmente diferentes.Patents referred to as prior art exhibit some of the features of the present patent and attempt to address some of the problems common to hot beverage machines. But the technical solutions presented are substantially different.

As principais inovações da presente patente em relação ao estado da arte podem ser expostas através da resolução de um conjunto de problemas habituais às máquinas de preparação de bebidas quentes, de entre os quais se destacam:The main innovations of the present invention in relation to the state of the art can be exposed by solving a set of problems common to hot beverage machines, such as:

- uma maior segurança sem retorno da água quente, com o fluxo de água fria a fazer-se de forma perfeitamente autónoma e estanque, bem como com um controlo total da entrada e saída da água fria;- increased safety without return of hot water, with cold water flow being perfectly autonomous and watertight, as well as full control of cold water inlet and outlet;

- o prevenir do entupimento das válvulas;- prevent clogging of valves;

uma diminuição do desgaste do grupo hidráulico (implica maior tempo de vida, evita reparações e substituições desnecessárias);decreased hydraulic group wear (implies longer life, avoids unnecessary repairs and replacements);

- a possibilidade de, por ordem do operador, o sistema com o mesmo extractor fazer um café expresso ou um café de filtro;- the possibility, at the operator's discretion, of the system with the same extractor to make espresso or filter coffee;

- a inclusão de um sistema de gaveta, que introduz uma maior versatilidade no sistema (gaveta serve para café em pó, pastilhas, doses duplas ou simples, café expresso e filtro), e uma maior precisão, dado que a adequação dos porta-filtros de café ao extractor é efectuada de forma mecânica;- the inclusion of a drawer system, which introduces greater versatility into the system (drawer is for powdered coffee, lozenges, single or double doses, espresso and filter), and greater accuracy as the suitability of the filter holders coffee to the extractor is made mechanically;

- o termobloco e o grupo hidráulico não necessitam de estar adjacentes para funcionar.- the thermoblock and hydraulic group need not be adjacent to operate.

Descrição da invençãoDescription of the invention

Para melhor compreender a essência da invenção passamos a descrever as figuras anexas, as quais apresentam uma representação preferencial da patente, sem contudo constituir qualquer limitação no que diz respeito ao âmbito apresentado nas reivindicações.In order to better understand the essence of the invention we now describe the accompanying figures, which give a preferential representation of the patent, without however constituting any limitation with respect to the scope set forth in the claims.

Deste modo, as Figuras representam:Thus, the Figures represent:

Fig.l - Vista em perspectiva explodida do esquema de funcionamento com 2 electro-válvulas;Fig. 1 - Exploded perspective view of the operation diagram with 2 electro-valves;

Fig.lA - Vista em perspectiva explodida do esquema de funcionamento com torneira mecânica de escape e 1 electroválvula;Fig.lA - Exploded perspective view of the operating diagram with mechanical exhaust tap and 1 solenoid valve;

Fig.2 - Vista em corte transversal do grupo hidráulico, em carga, funcionando com electro-válvula de escape;Fig.2 - Cross-sectional view of the hydraulic group, under load, operating with an electro-relief valve;

Fig.3 - Vista em corte longitudinal do grupo hidráulico, em carga, funcionando com electro-válvula de escape;Fig.3 - Longitudinal sectional view of the hydraulic group, under load, operating with electro-relief valve;

Fig.3A - Vista em corte longitudinal do grupo hidráulico, em repouso, funcionando com torneira mecânica de escape;Fig.3A - View in longitudinal section of the hydraulic group, at rest, operating with mechanical exhaust tap;

Fig.4 - Vista em corte longitudinal do grupo hidráulico, em repouso, com corte parcial da zona de entrada de água quente no grupo hidráulico, funcionando com electro-válvula de escape;Fig.4 - Longitudinal sectional view of the hydraulic group, at rest, with partial section of the hot water inlet zone in the hydraulic group, operating with an electro-exhaust valve;

Fig.4A - Vista em corte longitudinal do grupo hidráulico, em repouso, funcionando com torneira mecânica de escape;Fig.4A - View in longitudinal section of the hydraulic group, at rest, operating with mechanical exhaust tap;

Fig.5 - Vista em corte longitudinal do termobloco;Fig.5 - Longitudinal section view of the thermoblock;

Fig.6 - Vistas de topo do termobloco desmontado, do circuito superior, da chapa divisória, e do circuito inferior.Fig.6 - Top views of the disassembled thermoblock, the upper circuit, the partition plate, and the lower circuit.

Assim, com referência à Figura 1 dos desenhos anexos, a máquina onde se encontra integrado o grupo hidráulico de extracção de acordo com a presente invenção, compreende: um depósito da água (Ά); uma bomba (B); uma electro-válvula de 2 vias (C); um termobloco (D); um grupo hidráulico (E); e finalmente uma electro-válvula de 2 vias (F).Thus, with reference to Figure 1 of the accompanying drawings, the machine incorporating the hydraulic extraction group according to the present invention comprises: a water tank (Ά); a pump (B); a 2-way electro-valve (C); a thermoblock (D); a hydraulic group (E); and finally a 2-way electro-valve (F).

Igualmente, com referência à Figura IA dos desenhos anexos, a máquina onde se encontra integrado o grupo hidráulico de extracção de acordo com a presente invenção compreende: um depósito da água (A); uma bomba (B); uma torneira mecânica (G); um termobloco (D); um grupo hidráulico (E); e finalmente uma electro-válvula de 2 vias (F).Also, with reference to Figure 1A of the accompanying drawings, the machine incorporating the hydraulic extraction group according to the present invention comprises: a water tank (A); a pump (B); a mechanical tap (G); a thermoblock (D); a hydraulic group (E); and finally a 2-way electro-valve (F).

Assim, a água do depósito (A) é aspirada pela bomba (B), entrando sobre pressão no circuito. Quando a bomba entra em funcionamento, no caso da fig.l, por accionamento de interruptor eléctrico a electro-válvula de 2 vias (C) fecha-se, e no caso da fig.lA, por rotação da carne da torneira (G), associada a um interruptor eléctrico, fechase a válvula de escape da mencionada torneira. À saida da bomba (B), o circuito de água divide-se em dois, indo um directamente para o termobloco (D) e o outro para o grupo hidráulico (E ) .Thus, water from the sump (A) is sucked in by the pump (B), entering pressure in the circuit. When the pump starts operating, in the case of fig. 1, by actuation of an electric switch the 2-way electro-valve (C) closes, and in the case of fig. 1A, by turning the tap meat (G) , associated with an electrical switch, closes the exhaust valve of said tap. At the pump outlet (B), the water circuit is split in two, one going directly to the thermoblock (D) and the other to the hydraulic group (E).

Com referência às Figuras 2, 3, 3A, 4 e 4A dos desenhos anexos o grupo hidráulico (E) de extracção, de acordo com a presente invenção, compreende: uma cabeça de distribuição (I) , variável por tipo de funcionamento (por electroválvula de escape ou por torneira mecânica de escape); uma peça acessória (2); uma válvula anti-retorno (3); uma câmara (4); um pistão (5); um calcador (6); uma mola (7); peça acessória (8); o veio de comando de entrada de água (9); uma pastilha de café (10) ou uma dose de café moído (II) ; uma válvula de entrada (12); um porta-filtros (13);Referring to Figures 2, 3, 3A, 4 and 4A of the accompanying drawings, the hydraulic extraction group (E) according to the present invention comprises: a distribution head (I), variable by type of operation (by solenoid valve) exhaust or mechanical exhaust tap); an accessory piece (2); a non-return valve (3); a chamber (4); a piston (5); a presser foot (6); a spring (7); accessory part (8); the water inlet camshaft (9); a coffee pod (10) or a dose of ground coffee (II); an inlet valve (12); a filter holder (13);

um casquilho redutor de pressão (14); uma válvula (15); uma mola (16); uma saída (17); e finalmente um vedante (18).a pressure reducing bushing (14); a valve (15); a spring (16); an outlet (17); and finally a seal (18).

Igualmente, no grupo hidráulico (E), a água sobre pressão que entrou na cabeça de distribuição (1) pelo acessório (2), o qual possui uma válvula anti-retorno (3), começa a encher a câmara (4), empurrando o pistão (5), que está solidário com o calcador (6), comprimindo a mola (7), desde que o circuito para água quente ou vapor esteja fechado (por meio da electro-válvula (F) ou torneira mecânica). 0 calcador (6), ao encontrar a pastilha de café (10) ou uma dose de café moído (11), previamente introduzidos no portafiltros (13) comprime-os, originando a vedação entre eles.Also, in the hydraulic group (E), the water under pressure that has entered the distribution head (1) through the fitting (2), which has a non-return valve (3), begins to fill the chamber (4) by pushing the piston (5), which is integral with the presser foot (6), compressing the spring (7), provided that the hot water or steam circuit is closed (by means of the electro-valve (F) or mechanical tap). The presser foot (6), when encountering the coffee pod (10) or a dose of ground coffee (11), previously inserted in the filter holder (13) compresses them, causing the sealing between them.

Nas figuras 2, 3, 3A, 4 e 4A são apresentadas duas possibilidades para os elementos de vedação da entrada da água na cabeça de distribuição (1), estes elementos podem ser o-rings (27) ou elementos vedantes (28) .Figures 2, 3, 3A, 4 and 4A show two possibilities for the water inlet sealing elements on the dispensing head (1), these elements can be o-rings (27) or sealing elements (28).

Com referência àsWith reference to

Figuras 5 e 6 dos desenhos anexos, o termobloco (D), de acordo com a presente invenção, compreende: uma entrada (circuito um circuito superior (20); um circuito inferior uma chapa divisória dos circuitos superior e inferior 22;Figures 5 and 6 of the accompanying drawings, the thermoblock (D) according to the present invention comprises: an input (circuit an upper circuit (20); a lower circuit a partition plate of the upper and lower circuits 22;

uma passagem na chapa divisória do circuito superior ao inferior uma final do circuito e uma junta deone passage in the upper and lower circuit partition plate, one end of the circuit and one gasket

Assim, a água, sobre pressão, que entra no termobloco (D) pelo acessório de entrada circuito superior (20) passando ao circuito inferior (21) (23) da chapa divisória (22). A vedação entre os pelo furo circuitos superior e inferior do termobloco é feita por uma junta de vedação (25). Tanto o circuito superior como o inferior do termobloco (D) têm resistências tipo tubular para aquecimento da água que por eles passa e que sai (conforme conveniência) pela saída (24).Thus, the pressurized water entering the thermoblock (D) through the upper circuit inlet fitting (20) into the lower circuit (21) (23) of the partition plate (22). The sealing between the upper and lower circuits of the thermoblock is made by a sealing gasket (25). Both the upper and lower circuit of the thermoblock (D) have tubular resistances for heating the water flowing through them and exiting (as appropriate) through the outlet (24).

A água guente sobre pressão vinda do termobloco (D), segue por dois circuitos:The pressure water flowing from the thermoblock (D) follows two circuits:

- Primeiro temos o circuito para a produção de café, onde a água entra pelo acessório (8) na parte central da cabeça de distribuição (independente da câmara (4) do grupo hidráulico) somente guando o veio de comando de entrada de água (9), que está solidário com o pistão, se encontra descido, permitindo a abertura da válvula de entrada (12). A água quente passa então pelo casquilho redutor de pressão (14), o qual origina o diferencial de pressões existente entre a câmara (4) do grupo hidráulico (E) (maior pressão) e a válvula (15) (menor pressão). Esta diferença de pressões permite a manutenção do pistão (5) descido. Dado que a bomba (B) continua em funcionamento, a pressão da água dentro dos dois circuitos vai gradualmente aumentando. Assim, quando a pressão exercida na válvula (15) é superior à força da mola (16), esta comprime-se, permitindo a passagem da água quente pela pastilha de café (10) ou pela dose de café moído (11), fazendo-se a extracção do café.- First we have the circuit for coffee production, where water enters through the accessory (8) in the central part of the dispensing head (independent of the chamber (4) of the hydraulic group) only by guiding the water inlet camshaft (9 ), which is integral with the piston, is lowered allowing the inlet valve (12) to open. The hot water then passes through the pressure reducing bushing (14), which gives rise to the pressure differential between the chamber (4) of the hydraulic group (E) (higher pressure) and the valve (15) (lower pressure). This pressure difference allows the piston (5) to be lowered. As pump (B) continues to operate, the water pressure within the two circuits gradually increases. Thus, when the pressure exerted on the valve (15) is greater than the force of the spring (16), it compresses, allowing hot water to pass through the coffee pod (10) or the ground coffee dose (11), making coffee extraction.

- O segundo circuito segue a água quente ou vapor até à electro-válvula (F) ou torneira mecânica, que, quando abertas, permitem a saída de áqua ou vapor. O pistão (5) não desce pela existência do vedante (18) que não permite a entrada da água na câmara (4).- The second circuit follows hot water or steam to the electro-valve (F) or mechanical tap, which, when opened, allows water or steam to escape. The piston (5) does not descend because of the seal (18) that does not allow water to enter the chamber (4).

Após a extracção do café, a bomba (B) é desligada, originando a interrupção da água em todo o circuito e as aberturas da electro-válvula de 2 vias (C) ou a válvula de escape (25) da torneira mecânica de escape (G), conforme o tipo de funcionamento. Por descompressão da mola (7), a água existente na câmara (4) do grupo hidráulico (E) é enviada para o depósito A, saindo pela saída (17) ou (26) da cabeça de distribuição (1).After the coffee has been extracted, the pump (B) is turned off, causing water interruption throughout the circuit and the openings of the 2-way electro-valve (C) or the exhaust valve (25) of the mechanical exhaust tap ( G), depending on the type of operation. By decompression of the spring (7), the water in the chamber (4) of the hydraulic group (E) is sent to the tank A, exiting through the outlet (17) or (26) of the distribution head (1).

Para aumentar a pressão exercida sobre o pistão 5 deve-se:To increase the pressure on piston 5:

a) aumentar o diâmetro da câmara (4);a) increase the diameter of the chamber (4);

b) diminuir o diâmetro do furo de saída do casquilho redutor de pressão (14);b) reducing the diameter of the pressure reduction bushing outlet hole (14);

c) aumentar a pressão da mola (16).c) increase the spring pressure (16).

grupo hidráulico de extracção acima descrito particularmente compacto, fiável e eficaz.hydraulic extraction group described above is particularly compact, reliable and efficient.

Além disso é extremamente simples e pode ser produzido com um custo baixo.Moreover it is extremely simple and can be produced at a low cost.

Obviamente, de maneira a satisfazer uma exigência específica o grupo hidráulico de extracção como descrito acima pode ser sujeito a modificações e variações levadas a cabo por uma pessoa perita na matéria, as quais, no entanto, estão abrangidas pelo âmbito da invenção, como definido pelas reivindicações que se seguem.Obviously, in order to meet a specific requirement the hydraulic extraction group as described above may be subject to modifications and variations by a person skilled in the art, which however fall within the scope of the invention as defined by the present invention. following claims.

Lisboa, 24 de Julho de 2006Lisbon, July 24, 2006

Claims

1. Hydraulic extraction group for hot beverage machines, in particular for coffee brewing, wherein the machine generally comprises a hydraulic group (E), a thermoblock (D), a pump (B), an electro-valve 2-way (C) or mechanical exhaust tap (G), a 2-way solenoid valve (F) or mechanical tap and finally a water tank (A), characterized in that the extraction hydraulic group (E) comprises: a head distribution (1); an accessory piece (2); a non-return valve (3); a chamber (4); a piston (5); a presser foot (6); a spring (7); accessory part (8); the water inlet camshaft (9); a coffee pod (10) or a shot of brewed coffee (11); an inlet valve (12); a filter holder (13); a pressure reducing bushing (14); a valve (15); a spring (16); an outlet (17); and finally a seal (18), wherein the pressurized water entering the distribution head (1) through the fitting (2), which has a non-return valve (3), begins to fill the chamber (4) by pushing the piston (5), which is integral with the presser foot (6), compressing the spring (7), provided that the hot water or steam circuit is closed (by means of the solenoid valve (F) or mechanical tap), the presser foot (6 ), when finding the coffee pod (10) or a dose of ground coffee (11), previously inserted in the filter holder (13) compresses them, causing the sealing between them.

Hydraulic extraction group according to Claim 1, characterized in that the thermoblock (D) comprises: an inlet (upper circuit) (19); an upper circuit (20); a lower circuit (21); an upper and lower circuit dividing plate (22); a passage in the upper and lower circuit dividing plate (23); an upper outlet (at the end of the lower circuit) (24); and a sealing gasket (25) wherein pressurized water enters the thermoblock (D) through the inlet fitting (19) and travels through the upper circuit (20) through the lower circuit (21) through the hole (23). ) of the partition plate (22), the sealing between the upper and lower circuit of the thermoblock is made by a sealing gasket (25) and both the upper and lower circuit of the thermoblock (D) have tubular water heater resistors that they pass and leave (as appropriate) through the exit (24).

Hydraulic extraction group according to the preceding claims, characterized in that the hot water under pressure from the thermoblock (D) is followed by two circuits, the coffee production circuit and the hot water or steam circuit.

Hydraulic extraction group according to Claim 3, characterized in that the hot water from the coffee production circuit enters via the fitting (8) in the central part of the dispensing head (independent of the chamber (4) of the hydraulic group) only. when the water inlet camshaft (9), which is integral with the piston, is lowered, allowing the inlet valve (12) to open, the hot water then passes through the pressure reducing bushing (14); which gives rise to the pressure differential between the chamber (3) of the hydraulic group (E) (higher pressure) and the valve (15) (lower pressure), and this pressure difference allows the piston (5) to be lowered as As the pump (B) continues to operate, the water pressure within the two circuits gradually increases, so when the pressure exerted on the valve (15) is greater than the spring force (16), it compresses, allowing the hot water passage pe the coffee pod (10) or the ground coffee dose (11) by extracting the coffee.

Hydraulic extraction group according to claim 4, characterized in that it can increase the pressure exerted on the piston 5 by increasing the diameter of the chamber (4), by decreasing the diameter of the outlet bore of the pressure reducing bushing (14 ), by increasing the spring pressure (16).

6

Hydraulic extraction group according to Claim 3, characterized in that the circuit which follows the hot water or steam up to the mechanical tap solenoid valve, which, when opened, allows water or steam to escape, and wherein the piston (5) does not descend that does not allows water to enter the chamber (4).

Hydraulic extraction group according to one of the preceding claims, characterized in that after the coffee has been extracted, the pump (B) shuts off, the 2-way electro-valve opens (C) or is turned off by opening the exhaust valve (25) of the tap (G) and causing the water to be interrupted throughout the circuit and by decompression of the spring (7), the water in the chamber (4) of the hydraulic group (E) is sent to the (A), exiting through the outlet (17) or (26) of the distribution head (1).

Hydraulic extraction group according to the preceding claims, characterized in that the water inlet sealing on the distribution head (1) is made by o-rings (27).

Hydraulic extraction group according to the preceding claims, characterized in that the water inlet sealing on the distribution head (1) is made by sealing elements (28).

Lisbon, July 24, 2006