PT106632A - Válvula doseadora automática - Google Patents

Abstract

A VÁLVULA DOSEADORA AUTOMÁTICA PARA APLICAÇÃO EM MÁQUINAS MISTURADORAS DE BEBIDAS COMPREENDE, A ESTRUTURA DE ACOPLAMENTO (2), A ESTRUTURA DE ESCOAMENTO DE LÍQUIDO (8), O ÊMBOLO DOSEADOR (6) E O VEIO EXCÊNTRICO (7). A VÁLVULA DOSEADORA ENCAIXA NA GARRAFA PELA ESTRUTURA DE ACOPLAMENTO (2), QUE POR SUA VEZ, VAI ENCAIXAR NA MÁQUINA MISTURADORA DE BEBIDAS NUMA ESTRUTURA DE SUPORTE COM GUIAS LINEARES, FAZENDO, SIMULTANEAMENTE, CONEXÃO COM UM MOTOR ELÉCTRICO POR INTERMÉDIO DO VEIO EXCÊNTRICO (7). O MOVIMENTO LINEAR DO ÊMBOLO DOSEADOR (6) É ASSEGURADO PELO VEIO EXCÊNTRICO (7) QUE O ATRAVESSA, QUE É ACCIONADO PELO MOTOR ELÉCTRICO INCORPORADO NA MÁQUINA. A ACÇÃO ROTACIONAL DO MOTOR ELÉCTRICO, SOBRE O VEIO EXCÊNTRICO (7) VAI TRANSMITIR UM MOVIMENTO LINEAR, NO SENTIDO VERTICAL AO ÊMBOLO DOSEADOR (6), PERMITINDO LIBERTAR OU BLOQUEAR A PASSAGEM DE LÍQUIDO DO INTERIOR DA GARRAFA PARA AS CÂMARAS DE DOSEAMENTO (11).

Description

Descrição Válvula doseadora automática

Dominio técnico da invenção A presente invenção descreve uma válvula doseadora automática para aplicação em máquinas misturadoras de bebidas. A válvula é encaixada no gargalo da garrafa, que por sua vez, é inserida na máquina misturadora de bebidas, fazendo acoplamento a um motor eléctrico, integrante da mesma. A válvula doseadora ao ser acoplada ao motor eléctrico possibilita doseamentos automáticos. 0 motor é controlado electronicamente para paragens em quatro posições distintas (90°, 180°, 270° e 360°). Para doseamentos do volume suportado pelas câmaras de doseamento, é definida a posição de 180° que corresponde ao enchimento temporizado das câmaras, e a posição de 360° corresponde ao escoamento das mesmas. Para a posição de 90° e 210°, o doseamento é constante e igualmente temporizado, sendo um determinado volume de líquido associado ao tempo seleccionado. A válvula doseadora é totalmente estanque, o que impede a entrada de impurezas para o interior da mesma, bem como, a ocorrência de fugas de líquido. Todos os componentes que compõem a válvula doseadora são concebidos em materiais polímeros plásticos, que encontram-se em conformidade com os requisitos exigidos no âmbito dos materiais que podem ser utilizados nos equipamentos em contacto com géneros alimentícios. A válvula doseadora possibilita a lavagem dos seus elementos que encontram-se em contacto com o líquido, sem necessidade de a desmontar. 1 A técnica anterior A presente invenção surgiu da necessidade de encontrar uma solução para o doseamento automático de bebidas através da inserção de uma válvula doseadora, numa garrafa e o seu posterior acoplamento em máquinas misturadoras de bebidas. No mercado existem diversas gamas de doseadores de bebidas para aplicação em garrafas. Há doseadores cujo funcionamento ou é automático ou é manual. 0 conceito de funcionamento, do vasto leque de doseadores encontrados no estado da técnica, é baseado na utilização de componentes metálicos no seu interior, tais como, esferas e molas. A falta de limpeza nesse tipo de doseadores, pode provocar a obstrução para a passagem de líquidos de elevada densidade, nos canais que contenham as mencionadas molas e esferas.

Foi encontrado no estado da técnica o documento GB2077230, o qual descreve um dispensador com uma câmara de medição e válvulas associadas à entrada e saída do líquido. 0 meio de actuação é composto por uma roda excêntrica guiada por um motor eléctrico, que efectua o funcionamento das válvulas numa sequência pré-determinada. 0 motor eléctrico é activado através de um botão. A presente invenção descreve uma válvula doseadora automática, que quando o motor eléctrico é accionado, este aplica uma força rotacional sobre um veio excêntrico, que transmite um movimento linear ao êmbolo doseador. 0 movimento linear do êmbolo doseador é assegurado pelo veio excêntrico que o atravessa.

Esta invenção não utiliza molas nem esferas ou qualquer outro elemento metálico no seu interior. Assim, não incorre o risco de existirem bloqueios à passagem de líquido pelos canais de doseamento, devido à falta de limpeza, quando a válvula é utilizada em bebidas de elevada densidade. Possibilita doseamentos para quantidades pré-definidas 2 pelas câmaras de doseamento e, também doseamentos contínuos de forma temporizada.

Descrição das figuras

Com o intuito de complementar a descrição pormenorizada da presente invenção, e a fim de providenciar um melhor entendimento das características da mesma, assim como os pormenores técnicos empregues na válvula doseadora, são apresentadas as seguintes figuras: FIG. 1 - Vista explodida dos componentes que compõem a válvula doseadora; FIG. 2 - Vista em plano da válvula doseadora; FIG. 3 - Vista isométrica de topo sem estrutura de acoplamento; FIG. 4 - Vista isométrica excêntrico inserido; FIG. 5 - Vista isométrica do FIG. 6 - Vista isométrica do FIG. 7 - Vista isométrica da FIG. 8 - Vista isométrica da FIG. 9 - Vista em corte acoplamento na garrafa. do êmbolo doseador com veio êmbolo doseador; veio excêntrico; estrutura de acoplamento; estrutura de saida de liquido; do encaixe da estrutura de

Descrição pormenorizada da invenção A válvula doseadora automática para aplicação em máquinas misturadoras de bebidas, é composta pelos seguintes elementos: estrutura de acoplamento (2) que contém um orifício para entrada de ar (3), tubo de passagem de ar (1), estrutura de escoamento de líquido (8), êmbolo doseador (6) e veio excêntrico (7). A estrutura de acoplamento (2) é a estrutura de encaixe na garrafa, enquanto que, a estrutura de escoamento de líquido (8) é alinhada com um canal de doseamento que se encontra no 3 interior da máquina quando a válvula doseadora é inserida na mesma. 0 êmbolo doseador (6) contém no seu interior câmaras de doseamento (11), que permitem que se efectue doseamentos de volume de líquido de acordo com a sua capacidade. A estrutura de acoplamento (2), possui no seu corpo um orifício para entrada de ar (3) . No interior da estrutura de acoplamento (2) é inserido um tubo de passagem de ar (1), que vai ficar alinhado com o orifício da entrada de ar (3). 0 tubo de passagem de ar (1) garante a passagem de ar para o interior da garrafa, permitindo o escoamento do líquido contido no interior da mesma, por acção da gravidade. 0 veio excêntrico (7) contém numa extremidade uma face de acoplamento (13), para conexão ao eixo de um motor eléctrico que se encontra no interior da máquina. 0 veio excêntrico (7) possui no lado oposto à face de acoplamento (13), uma extremidade com perfil circular uniforme (14), que auxilia a rotação do veio excêntrico (7) sobre a chumaceira (12).

Quando a estrutura de acoplamento (2) é encaixada na estrutura de escoamento de líquido (8), o veio excêntrico (7) fica apoiado sobre as chumaceiras (12).

As chumaceiras (12) funcionam como apoio sobre o qual se move o veio excêntrico (7), pela face de acoplamento (13) e pela extremidade com perfil circular uniforme (14). São partes integrantes da estrutura de escoamento do líquido (8), janelas de encaixe (5), que têm como finalidade possibilitar a junção da estrutura de escoamento 4 (8) com a estrutura de acoplamento (2), por intermédio do encaixe dos clipes (4) nas referidas janelas (5). Os mencionados clipes (4) são parte integrante da estrutura de acoplamento (2). As janelas de encaixe (5) possuem flexibilidade, com a finalidade de facilitar o encaixe ou desencaixe dos clipes (4).

Os componentes constituintes da válvula doseadora são produzidos de forma separada, o que implica um processo de montagem de todas as peças que a compõem. Para a montagem é efectuado o seguinte procedimento: • No êmbolo doseador (6), inserir os vedantes laterais (10) nas reentrâncias (15) e os vedantes de topo (9) na extremidade superior e inferior; • Colocar o veio excêntrico (7) pelo orifício elipsoidal (18) do êmbolo doseador (6); • Inserir o êmbolo doseador (6) sobre a estrutura de escoamento de líquido (8), com a face de acoplamento (13) e o perfil circular do veio excêntrico (7) sobre as chumaceiras (12); • Inserir o tubo de entrada de ar (1) no interior da estrutura de acoplamento (2), alinhado com o orifício da entrada de ar (3); • Alinhar a estrutura de acoplamento (2) com a estrutura de escoamento do líquido (8) que contém no seu interior o êmbolo doseador (6) e o veio excêntrico (7), pelas chumaceiras (12), acoplando as referidas estruturas (2 e 8) por intermédio do encaixe dos clipes (4) nas janelas de encaixe (5), formando a válvula doseadora totalmente estanque.

Para encaixar a válvula doseadora na garrafa, o êmbolo doseador (6) deve encontrar-se na posição "fechado". Pode verificar-se este posicionamento pela extremidade superior 5 da estrutura de acoplamento (2), visualizando se o êmbolo doseador (6) se encontra totalmente encostado à extremidade. Caso o êmbolo doseador (6) não se encontre nessa posição, é possível rodar de forma manual o veio excêntrico (7), para a posição de "fechado".

Com o êmbolo doseador (6) na posição de "fechado", é possível inverter a garrafa, sem que esta verta líquido, facilitando o encaixe da mesma, na máquina misturadora de bebidas.

Para utilizar a válvula doseadora automática, o utilizador encaixa-a no gargalo da garrafa, pela estrutura de acoplamento (2) . Por sua vez, a válvula doseadora vai encaixar na máquina misturadora de bebidas numa estrutura de suporte com guias lineares, fazendo, simultaneamente, o veio excêntrico (7), conexão com o eixo de um motor eléctrico pela face de acoplamento (13). Para o correcto acoplamento entre o veio excêntrico (7) e o eixo do motor eléctrico, o êmbolo doseador tem de encontrar-se na posição de "fechado". 0 movimento linear do êmbolo doseador (6) é assegurado pelo veio excêntrico (7), que se encontra inserido no orifício elipsoidal (18).

Quando o motor eléctrico é accionado, este transmite um movimento rotacional sobre o veio excêntrico (7), que por sua vez, transmite um movimento linear no sentido vertical, ao êmbolo doseador (6) . 0 movimento linear que o veio excêntrico (7) transmite ao êmbolo doseador (6), permite bloquear ou libertar a passagem de líquido, do interior da garrafa, para as câmaras de doseamento (11). 0 êmbolo doseador (6) possui uma forma cilíndrica que contém no seu centro horizontal, um orifício elipsoidal (18), que possibilita a rotação do veio excêntrico (7), o qual transmite ao êmbolo doseador (6) um movimento linear. 6 A configuração do orifício elipsoidal (18) possibilita que o veio excêntrico (7) durante a rotação, apenas contacte com a extremidade superior e inferior do orifício elipsoidal (18), transmitindo ao êmbolo doseador (6) apenas um movimento vertical. Esta configuração garante que durante a rotação do veio excêntrico (7), este, devido à excentricidade que possui, não embata nas extremidades laterais do orifício elipsoidal (18) e provoque alteração ao movimento do êmbolo doseador (6). 0 êmbolo doseador (6) possui nas extremidades laterais verticais, câmaras de doseamento (11), opostas ao orifício elipsoidal (18) . As câmaras de doseamento (11) permitem dosear um volume de líquido que as mesmas suportam. 0 facto de o veio excêntrico (7) possuir uma zona excêntrica, quando lhe é aplicado um movimento rotacional, permite que este transmita ao êmbolo doseador (6), um movimento linear, que possibilita efectuar o enchimento ou o escoamento das câmaras de doseamento (11), caso o êmbolo doseador (6) se encontre na posição "aberto" ou "fechado", respectivamente. 0 êmbolo doseador (6) encontra-se inserido no interior da estrutura de acoplamento (2) e da estrutura de escoamento de líquido (8), movimentando-se sempre no sentido vertical no interior das mesmas por acção do veio excêntrico (7) que o atravessa. As câmaras de doseamento (11) contidas no êmbolo doseador (6) possibilitam que se efectue o enchimento e o escoamento de líquido do interior das mesmas, caso o êmbolo doseador (6) se encontre no limite inferior, junto à estrutura de escoamento do líquido (8), ou no limite superior, junto à estrutura de acoplamento (2), respectivamente. 7

As estruturas de acoplamento (2) e de escoamento (8), possuem chanfros (16 e 17) que permitem o assentamento dos vedantes de topo (9) nas estruturas (2 e 8) e garantem a vedação perfeita do líquido, quando o êmbolo doseador (6) se encontra encostado às referidas estruturas (2 e 8). 0 êmbolo doseador (6) possui a posição "fechado" e "aberto". Quando o êmbolo doseador (6) se encontra encostado à estrutura de acoplamento (2), pelo vedante de topo (9), significa que está no limite superior e que corresponde à posição "fechado", bloqueando a passagem do liquido do interior da garrafa, não permitindo o enchimento de líquido para as câmaras de doseamento (11). Nesta posição, o bloqueio da passagem de líquido do interior da garrafa para as câmaras de doseamento (11) é assegurado pelo encosto do vedante de topo (9) à estrutura de acoplamento (2).

Quando o êmbolo doseador (6) se encontra encostado à estrutura de escoamento de líquido (8), pelo vedante de topo (9), significa que está no limite inferior e que corresponde à posição "aberto", libertando a passagem de líquido do interior da garrafa para as câmaras de doseamento (11), bloqueando assim, a saída de líquido do interior das mesmas. A posição do veio excêntrico (7) resume-se aos seguintes ciclos de funcionamento automático: • Posicionamento a 90° ou 270° correspondente à posição "Intermédia" - Permite um doseamento constante de forma temporizada, ou seja, o êmbolo doseador encontra-se "aberto" na extremidade superior e inferior, o qual permite escoamento constante do líquido. 8 • Posicionamento a 180° correspondente à posição "Aberto" - Quando o veio excêntrico (7) se encontra nesta posição, significa que o êmbolo doseador (6), no limite superior encontra-se na posição "aberto" e no limite inferior encontra-se na posição "fechado". Assim, possibilita o enchimento das câmaras de doseamento (11). • Posicionamento a 360° correspondente à posição "Fechado" - Quando o veio excêntrico (7), se encontra nesta orientação, significa que o êmbolo doseador (6) está na posição "aberto" no limite inferior, e "fechado" no limite superior. Assim, ocorre escoamento do liquido contido nas câmaras de doseamento (11).

Na extremidade superior e inferior do êmbolo doseador (6), encontram-se alocados os vedantes de topo (9).

Para encaixar a válvula doseadora na máquina, o êmbolo doseador (6) tem de encontrar-se na posição "fechado".

Assim que o motor eléctrico é accionado para um doseamento, o veio excêntrico (7) vai rodar e movimentar o êmbolo doseador (6) na vertical, até o mesmo se encostar à estrutura de saida do liquido (8). Enquanto ocorre este ciclo, as câmaras de doseamento (11) enchem-se de liquido. Após o enchimento das mesmas, o êmbolo doseador (6) por acção do veio excêntrico (7), que se encontra acoplado ao motor eléctrico vai movimentar-se na vertical em sentido inverso, até ao êmbolo doseador (6) encostar-se à estrutura de acoplamento (2) e bloquear a passagem do liquido do interior da garrafa. Simultaneamente, ocorre o doseamento do liquido contido nas câmaras de doseamento (11), pela estrutura de saida de liquido (8). 9

Os vedantes laterais (10), são incorporados no êmbolo doseador (6), sobre as reentrâncias (15), para garantir a vedação entre o êmbolo doseador (6) e a estrutura de acoplamento (2) e de escoamento de liquido (8). Os vedantes laterais (10) garantem que o liquido apenas circula pelas câmaras de doseamento (11) e também garantem que não ocorrem fugas de liquido pelas chumaceiras (12) enquanto ocorre um doseamento, mantendo a vedação perfeita de todos os componentes constituintes da válvula doseadora.

Os vedantes laterais (10), possuem uma dureza de 70 shore, que é suficiente para suportar a fricção a que estão sujeitos durante o movimento linear do êmbolo doseador (6), sobre as estruturas de acoplamento (2) e escoamento do liquido (8).

Apenas é possivel proceder à substituição da garrafa da máquina, quando o êmbolo doseador (6) se encontra na posição "fechado", correspondente a 360°. Esta posição é a única que permite desacoplar a válvula doseadora da máquina, garantindo que não existe ocorrência de derrame de líquido. Quando a máquina misturadora de bebidas se encontra a efectuar um ciclo de doseamento, não é possível ao utilizador retirar a válvula doseadora da máquina, uma vez que o êmbolo doseador (6) não se encontra no posicionamento de 360° correspondente à posição "fechado". A válvula doseadora proporciona a limpeza dos componentes que se encontram em contacto com o líquido, nomeadamente o êmbolo doseador, sem necessitar de desmontar o corpo da mesma. Para proceder à limpeza, o utilizador deve retirar a válvula doseadora da máquina misturadora de bebidas e desacopla-la da garrafa. Após realizar este processo, deve rodar de forma manual o veio excêntrico (7) para a posição 10 intermédia, correspondente ao posicionamento a 90° ou 270°. Após rodar o veio excêntrico (7) para o posicionamento 90° água pelo lavagem dos iquido. ou 270°, o utilizador pode fazer circular interior da válvula doseadora, possibilitando a componentes que se encontram em contacto com o

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Claims (1)

1. Reivindicações Ia. Válvula doseadora automática, caracterizada por compreender: - Estrutura de acoplamento (2), para encaixe na garrafa, - Estrutura de escoamento de líquido (8), Êmbolo doseador (6) acoplando vedantes de topo (9), vedantes laterais (10) e com orifício elipsoidal (18), - Veio excêntrico (7), - Chumaceiras (12) de apoio sobre o qual se move o veio excêntrico (7). 2a. Válvula doseadora automática, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo movimento rotacional do veio excêntrico (7) transmitir um movimento linear ao êmbolo doseador (6). 3a. Válvula doseadora automática, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo êmbolo doseador (6) conter nas extremidades laterais verticais, câmaras de doseamento (11) . 4a. Válvula doseadora automática, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelos vedantes laterais (10) incorporados no êmbolo doseador (6) sobre a reentrância (15) . 5a. Válvula doseadora automática, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender janelas de encaixe (5), as quais encaixam nos clipes (4). 6a. Válvula doseadora automática, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelas janelas de encaixe (5) que são partes integrantes da estrutura de escoamento de líquido (8), e os clipes (4) da estrutura de acoplamento (2) . Marinha Grande, 06 de Novembro de 2012 1