WO2010092542A1 - Extraction device for preparation of hot infusion beverages with a counter-pressure system - Google Patents

Extraction device for preparation of hot infusion beverages with a counter-pressure system Download PDF

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Jorge Humberto Gomes Pereira
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Abstract

The present invention refers to an extraction device for infusion beverages production machine using portions of powder material that can be used on espresso coffee machines having an extraction plate (1 ) for capsules, pods or grounded coffee portions, that can be flown by hot water under pressure, producing hot beverages, having also a tamping plate (2), one compression spring (5), a support for the extraction plate (6), a distribution cover (7), retention valves (8,10), a water valve cap, where after the introduction of the coffee capsule (15) on the centre of the counter pressure mechanism, the tamper plate presses the compression spring (5), and this spring makes descending counter pressure over the tamper plate (2) allowing the fixation of the capsule (15) over the extraction plate (1 ).

Description

Description  Description
Title of Invention: DISPOSITIVO DE EXTRACÇÃO PARA UMA MÁQUINA DE PRODUÇÃO DE INFUSÕES E RESPECTIVO Title of Invention: EXTRACTION DEVICE FOR AN INFUSION PRODUCTION MACHINE
MECANISMO DE CONTRA-PRESSÃOCOUNTER PRESSURE MECHANISM
Domínio técnico da invenção Technical field of the invention
[1] A presente invenção está relacionada com dispositivos para máquinas de bebidas quentes em especial máquinas de café. Trata-se de um dispositivo de contra-pressão que pode ser aplicado a doses de material em pó, nomeadamente em cápsulas, pastilhas, ou porções avulsas de café, independentemente da sua forma.  [1] The present invention relates to devices for hot beverage machines in particular coffee machines. It is a back pressure device that can be applied to doses of powdered material, namely capsules, lozenges, or single portions of coffee, regardless of their shape.
Antecedentes da invenção  Background of the invention
[2] Numa pesquisa que foi realizada ao estado da técnica descobriram-se três  [2] In a state-of-the-art survey three
documentos de patente considerados o 'prior art' mais aproximado.  patent documents considered the closest prior art.
[3] São já conhecidas do estado da técnica máquinas de café expresso com extracção de uni-doses tipo pastilha ou cápsula. Tal é o caso da cápsula descrita no documento de patente WO2006/003115 referente a um método e dispositivo para produzir selectivamente cafés tipo expresso ou tipo americano, consoante o ajuste que é feito da pressão de compactação do café na cápsula. Esta patente no entanto não descreve o mecanismo de contra-pressão que é objecto da presente invenção.  [3] Pellet or capsule type single-dose espresso coffee machines are known in the art. Such is the case of the capsule described in patent document WO2006 / 003115 concerning a method and device for selectively producing espresso or American type coffees, depending on the adjustment that is made of the coffee compaction pressure in the capsule. This patent however does not disclose the back pressure mechanism which is the subject of the present invention.
[4] O documento de patente US 2006/0196362 descreve também uma máquina de café- expresso, com extracção de cápsula, e o seu aspecto inovador consiste numa linha de derivação que é utilizada apenas quando a pressão atinge um valor determinado controlando a mistura de café-água. O utilizador pode definir a pressão da mistura café- água.  [4] US 2006/0196362 also describes a capsule-extracting espresso machine, and its innovative aspect is a bypass line that is used only when the pressure reaches a set value by controlling the mixture of coffee-water. The user can set the coffee-water mixture pressure.
[5] Finalmente o documento GB 2451692 refere-se a uma montagem de filtro para uma máquina de café expresso. Embora esta patente ensine um processo de controlar a sobrepressão do calcador sobre um filtro contendo café moído (não se descreve uma cápsula), tal é feito por um mecanismo de retracção do copo porta-filtro e por conseguinte, trata-se de um mecanismo substancialmente diferente daquele que é apresentado na invenção do presente pedido de patente.  [5] Finally GB 2451692 relates to a filter assembly for an espresso machine. While this patent teaches a method of controlling presser overpressure over a filter containing ground coffee (no capsule is described), this is done by a retracting mechanism of the filter holder and therefore it is a mechanism substantially different from that disclosed in the invention of this patent application.
Descrição das Figuras  Description of the Figures
[6] Para uma mais fácil compreensão da invenção juntam-se em anexo as figuras, as quais, representam realizações preferenciais do invento que, contudo, não pretendem limitar o objecto da presente invenção.  [6] For easier understanding of the invention, attached are figures which represent preferred embodiments of the invention which, however, are not intended to limit the scope of the present invention.
[7] Figura 1: Vista em corte do dispositivo de produção de infusões a partir de doses de material em pó, e possuindo sistema de contra-pressão (posição de descanso).  [7] Figure 1: Sectional view of the brewing device from powdered material doses, and having back pressure system (rest position).
[8] Figura 2: Vista em corte transversal passando pelo furo de entrada de água em posição de carga com um primeiro acessório para uma cápsula de café. [8] Figure 2: Cross-sectional view through the water inlet hole. loading position with a first accessory for a coffee pod.
[9] Figura 3: Vista em corte transversal passando pelo furo de saída de água em posição de carga com um segundo acessório para uma pastilha de café.  [9] Figure 3: Cross-sectional view through the charged water outlet with a second attachment for a coffee pod.
Descrição detalhada da Invenção  Detailed Description of the Invention
[10] A presente invenção está relacionada com máquinas de bebidas quentes em especial máquinas de café. Trata-se de um dispositivo com sistema de contra-pressão.  [10] The present invention relates to hot beverage machines in particular coffee machines. It is a device with back pressure system.
[11] Existem no estado da técnica mecanismos de contra-pressão, mas que utilizam dois circuitos de água, um circuito de água quente e outro de água fria. A água fria tem como função fazer descer o sistema sobre a cápsula ou pastilha de café, e a água quente serve para extracção de café. Isto torna estes mecanismos bastante complexos com necessidade de mais peças e consequentemente mais vedações entre as mesmas.  [11] There are state of the art back pressure mechanisms, but they use two water circuits, one hot water circuit and one cold water circuit. Cold water has the function of lowering the system over the coffee pod or tablet, and the hot water is used to extract coffee. This makes these mechanisms quite complex requiring more parts and consequently more seals between them.
[12] Existem também mecanismos que incluem no seu sistema elementos de aquecimento integrados, o que proporciona temperaturas mais elevadas o que faz com que as vedações existentes se deteriorem mais rapidamente.  [12] There are also mechanisms that include integrated heating elements in their system, which provides higher temperatures which causes existing seals to deteriorate faster.
[13] Este dispositivo de contra-pressão segundo a invenção é independente, e pode ser acoplado a qualquer fonte de aquecimento, sejam elas termo-blocos, caldeiras, etc. Não faz separação de águas, utiliza a mesma água para fazer descer o sistema assim como para extrair café, o que o torna bastante simplificado na sua montagem. Os seus componentes são de fácil montagem o que rentabiliza e optimiza o seu processo de fabrico.  [13] This back pressure device according to the invention is independent, and can be coupled to any heating source, whether thermo-blocks, boilers, etc. It does not separate water, uses the same water to lower the system as well as to extract coffee, which makes it very simplified in its assembly. Its components are easy to assemble which makes it profitable and optimizes your manufacturing process.
[14] Não tem nenhum elemento de aquecimento integrado, o que não causa a elevação excessiva da temperatura, prejudicial ao aparelho devido ao desgaste rápido das vedações existentes.  [14] It has no integrated heating element, which does not cause excessive temperature rise, which is detrimental to the appliance due to the rapid wear of existing seals.
[15] O facto de ser um dispositivo desmontável facilita também a sua manutenção ou reparação.  [15] The fact that it is a collapsible device also facilitates its maintenance or repair.
[16] No que diz respeito às dimensões do dispositivo são reduzidas, o que numa situação de concepção de arquitecturas para novas máquinas de café nos oferece uma maior versatilidade de formas.  [16] As regards the size of the device they are small, which in an architectural design situation for new coffee machines offers us a greater versatility of shapes.
[17] O dispositivo de contra-pressão da invenção permite a fácil adaptação (sem alteração da montagem) a qualquer dimensão de cápsula, bastando para isso apenas o ajuste do curso do calcador das cápsulas, pastilhas ou uma porção avulsa de café. Este dispositivo também permite a extracção de pastilha de café, depois de usada, bastando que para isso se utilize o acessório correspondente para o efeito, o porta pastilhas (16).  [17] The back pressure device of the invention allows for easy adaptation (without changing the assembly) to any capsule size by simply adjusting the presser foot stroke of the capsules, lozenges or a single portion of coffee. This device also allows the extraction of coffee grounds after use by simply using the corresponding accessory, the holder (16).
[18] No caso de ser usada uma dose de café avulso, o acessório porta-pastilhas é  [18] If a single dose of coffee is used, the insert holder is
substituído por um acessório porta- filtro, muito semelhante na sua configuração, filtro esse onde é introduzido o café em pó que vai ser extraído.  replaced by a filter holder accessory, very similar in its configuration, this filter where the coffee powder to be extracted is introduced.
[19] A figura 1 representa a vista em corte do dispositivo de contra-pressão em posição de descanso.  [19] Figure 1 is a cross-sectional view of the restraint device in rest position.
[20] Este dispositivo é constituído por uma placa de extracção (1), um calcador (2), um êmbolo (3), uma tampa (4) do calcador (2), uma mola de compressão (5), um suporte (6) da placa de extracção, uma tampa de distribuição (7), uma válvula de retenção (8), uma mola (9) de preferência cónica, uma válvula de retenção (10), uma mola (11) da válvula de retenção, um casquilho (12) da válvula de água, pelo menos um vedante, de preferência quatro o-rings (13), um acessório porta-doses (porta-cápsulas, porta- pastilhas, ou porta- filtro), o qual poderá ser adaptado para cápsulas (15) para pastilhas (17) ou porções avulsas de café. De salientar que o calcador (2) e a tampa (4) do calcador (2) são duas peças solidárias e móveis. [20] This device consists of an extraction plate (1), a presser foot (2), a plunger (3), a presser foot (4) (2), a compression spring (5), an extraction plate holder (6), a distribution cap (7), a check valve (8), a preferably conical spring (9), a check valve (10), a check valve spring (11), a water valve bushing (12), at least one seal, preferably four o-rings (13 ), a dose holder accessory (capsule holder, tablet holder, or filter holder) which may be adapted for capsules (15) for tablets (17) or single portions of coffee. It should be noted that the presser foot (2) and the cover (4) of the presser foot (2) are two solid and movable parts.
[21] Na figura 2 é representado o corte pela entrada de água no dispositivo de contra- pressão, que se encontra em posição de carga com uma cápsula de café (15).  [21] Figure 2 shows the section through the water entering the back pressure device, which is in the loading position with a coffee pod (15).
[22] Na figura 3 é representado o corte pela saída de água no dispositivo de contra- pressão, que se encontra em posição de carga com uma pastilha de café (17).  [22] Figure 3 shows the section through the water outlet in the back pressure device, which is in the loading position with a coffee tablet (17).
[23] A distância entre a placa de extracção (1) e o calcador (2) é definida através da  [23] The distance between the extraction plate (1) and the presser foot (2) is defined by
dimensão da cápsula (15) ou do porta-pastilhas (16) menos o curso pretendido. Após introdução da cápsula (15) ou do porta-pastilhas (16) no centro do mecanismo de contra-pressão, através de um movimento mecânico, esta faz pressão ascendente no calcador (2), que é um componente móvel, provocando assim o seu deslizamento axial pelo êmbolo (3). Em seguida este calcador faz contra-pressão sobre a mola de compressão (5) e esta por sua vez faz pressão descendente sobre o calcador (2). Esta contra-pressão provoca a fixação da cápsula (15) ou porta-pastilhas (16).  capsule size (15) or insert holder (16) minus the desired stroke. After introducing the capsule (15) or the insert holder (16) in the center of the back pressure mechanism, by mechanical movement, it causes upward pressure on the presser foot (2), which is a movable component, thus causing it to move. axial sliding by the piston (3). This presser foot then back-presses the compression spring (5) and it in turn puts downward pressure on the presser foot (2). This back pressure causes the capsule (15) or insert holder (16) to clamp.
[24] Em seguida a bomba é accionada e origina o fecho da electroválvula, aspira a água do depósito da água, esta segue depois sob pressão para uma fonte de aquecimento. Essa água depois de aquecida dirige-se para o dispositivo de contra-pressão através de tubos de água. A água quente entra no furo superior (18) da tampa de distribuição (7), sob pressão provoca a abertura da válvula de retenção (8), e esta permite a circulação da água quente no circuito de água do dispositivo de contra-pressão. Após a passagem da água quente pelo furo do êmbolo (3) esta faz pressão sobre o calcador (2) mantendo-o pressionado sobre a cápsula (15) ou sobre o porta-pastilhas (16), garantindo a estanquidade necessária para que a água entre na cápsula ou porta- pastilhas com a devida pressão. Entretanto, é atingida a pressão necessária para a abertura da válvula de retenção (10) o que permite a passagem da água para os furos do casquilho (12) da válvula de água. Dá-se então a extracção de café quando a água atravessa a cápsula ou pastilha sob pressão.  [24] Then the pump is started and causes the solenoid valve to close, sucks the water out of the water tank, then pressurizes it to a heating source. This heated water flows to the back pressure device through water pipes. Hot water enters the upper bore (18) of the distributor cap (7), under pressure it causes the check valve (8) to open, and it allows hot water to circulate in the water circuit of the back pressure device. After the hot water has passed through the piston hole (3) it presses on the presser foot (2) keeping it pressed on the capsule (15) or on the pad holder (16), ensuring the necessary tightness so that the water enter the capsule or tablet holder with the proper pressure. However, the required pressure to open the check valve (10) is reached allowing water to pass through the holes in the water valve bushing (12). Coffee is then extracted when water passes through the capsule or tablet under pressure.
[25] A bomba é desligada e origina a interrupção da bombagem de água em todo o  [25] The pump is turned off and causes interruption of water pumping throughout the
circuito e dá-se a abertura da electroválvula. As válvulas de retenção (8) e (10) fecham (uma vez que não há pressão) e a água remanescente no circuito de água do dispositivo de contra-pressão escapa-se pelo furo inferior (19) da tampa de distribuição (7) para a electroválvula, que se encontra aberta, esta faz a descarga da água para um depósito. O processo de escape é importante porque evita que o dispositivo tenha fugas de água, mas também liberta a pressão existente no dispositivo, o que permite que este fique flexível para que seja possível a expulsão da cápsula (15) ou do porta-pastilhas (16) após extracção de café. circuit and the opening of the solenoid valve. Check valves (8) and (10) close (as there is no pressure) and the remaining water in the backpressure water circuit escapes through the lower hole (19) of the timing cover (7). For the open solenoid valve, it flushes water into a tank. The exhaust process is important because it prevents the device from leaking water, but also relieves the pressure on the device, allowing it to be flexible so that the capsule (15) or insert holder (16) can be expelled ) after coffee extraction.

Claims

Claims Claims
Dispositivo de extracção para uma máquina de produção de infusões a partir de doses de material em pó compreendendo o dispositivo, uma placa de extracção (1) com um acessório porta- doses, cujas doses são susceptíveis de serem atravessadas por água quente sob pressão, para assim produzirem bebidas de infusão, caracterizado por compreender um calcador (2), um êmbolo (3), uma tampa (4) do calcador (2), uma mola de compressão (5), um suporte (6) da placa de extracção, uma tampa de distribuição (7), válvulas de retenção (8,10), um casquilho (12) da válvula de água, em que após introdução da dose (15,17) no centro do mecanismo de contra-pressão, através de um  Extraction device for a powder infusion brewing machine comprising the device, an extraction plate (1) with a dose holder attachment, the doses of which may be traversed by hot pressurized water to to produce infusion drinks, characterized in that they comprise a presser foot (2), a plunger (3), a cap (4) of the presser foot (2), a compression spring (5), an extraction plate holder (6), a distributor cap (7), check valves (8,10), a water valve bushing (12), whereby upon insertion of the dose (15,17) into the center of the back pressure mechanism via a
movimento mecânico, esta faz pressão ascendente no calcador (2), que é um componente móvel, provocando assim o seu deslizamento axial pelo êmbolo (3), e em que este calcador faz pressão sobre a mola de compressão (5) e esta por sua vez, faz contra-pressão descendente sobre o calcador (2) permitindo a fixação do porta-dose (14,16). mechanical movement, it presses upwardly on the presser foot (2), which is a movable component, thereby causing it to slide axially by the piston (3), and in which this presser foot presses the compression spring (5) and is in turn instead, it makes downward pressure on the presser foot (2) allowing the fixation of the dose holder (14,16).
Dispositivo de extracção para uma máquina de produção de infusões de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por o calcador (2) e a tampa (4) do calcador (2) serem duas peças solidárias e móveis.  Extraction device for an infusion brewing machine according to claim 1, characterized in that the presser foot (2) and the foot (4) of the presser foot (2) are two integral and movable parts.
Dispositivo para uma máquina de produção de infusões de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por a dose poder ser introduzida num filtro amovível ou estar embalada numa cápsula (15), ou ainda ter a forma de uma pastilha (17), de café moído ou de qualquer outra mistura em pó para produzir bebidas.  Device for an infusion brewing machine according to claim 1, characterized in that the dose may be inserted into a removable filter or may be packaged in a capsule (15) or may be in the form of a tablet (17), ground coffee or any other powdered beverage mix.
Dispositivo de extracção para uma máquina de produção de infusões de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por a distância entre a placa de extracção (1) e o calcador (2) ser definida através da dimensão em altura do porta-filtro, porta- cápsula (15) ou do porta-pastilhas (16) subtraída do curso pretendido do calcador. Extraction device for an infusion brewing machine according to the preceding claims, characterized in that the distance between the extraction plate (1) and the presser foot (2) is defined by the height dimension of the filter holder, capsule holder ( 15) or the pad holder (16) subtracted from the intended presser stroke.
Dispositivo de extracção para uma máquina de produção de infusões de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por possuir pelo menos um vedante, de preferência quatro o-rings (13), entre o êmbolo (3) e o calcador (2). [Claim 6] Dispositivo de extracção para uma máquina de produção de infusões de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por após extracção do café permitir o escape de água retida sob pressão, o que permite que o dispositivo fique flexível para que seja possível a expulsão da cápsula (15) ou a saída do porta- pastilhas (16), ou do porta-filtro. Extraction device for an infusion brewing machine according to claim 1, characterized in that it has at least one seal, preferably four o-rings (13), between the plunger (3) and the presser foot (2). [Claim 6] Extraction device for an infusion brewing machine according to the preceding claims, characterized in that after extraction of the coffee it allows the escape of water retained under pressure, which allows the device to be flexible so that it can be expelled from the coffee. (15) or the outlet of the insert holder (16) or the filter holder.
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