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Cette invention se rapporte au domaine de l'équipement pour la pré- paration de boissons, tel qu'il peut être employé pour la vente, ou la distri- bution commerciale d'une infusion de café, ou d'une boisson analogue. Elle se rap- porte plus particulièrement à un appareil perfectionné pour la manipulation et la perforation d'un récipient, non perforé initialement, rempli d'un produit pour la préparation de la boisson, au travers duquel on fait passer de l'eau chaude ou un autre liquide sous pression, après quoi l'emballage est rejeté. L'invention est spécialement, quoique non exclusivement, prévue pour la préparation d'une in- fusion de café, à partir de café frais moulu, emballé sous vide dans les boîtes métalliques habituelles.
Certains dispositifs connus antérieurement ont cherché à réaliser la' préparation d'infusions à l'aide d'un appareil qui poinçonne, ou perfore des boî- tes métalliques, ou d'autres récipients non perforés initialement, à partir des faces opposées, ou des extrémités de ceux-ci puis fait passer de part en part, ou d'une extrémité à l'autre du récipient, de l'eau chaude ou unliquide analo- gue. Ces appareils antérieurs présentent des désavantages marqués inhérents à leur construction, telle la complexité de l'appareillage mécanique et hydraulique requis pour manipuler la récipient, perforer celui-ci à partir de points opposés, et envoyer le liquide au travers, citons également l'efficacité limitée de la méthode d'infusion, due au fait que la perforation est effectuée sur deux faces opposées.
On a trouvé que beaucoup des désavantages des appareils de perfora- tion à partir de deux points opposés peuvent être vaincus, en réalisant la per- foration de l'emballage, l'introduction du liquide chaud, et l'évacuation de l'infusion, à partir d'un même point, ou d'un même côté de cet emballage. Toute- fois, on a également découvert que pour obtenir l'efficacité maximum de la métho- de d'infusion avec le type de récipient et le genre de produits en question, par exemple dans-le cas de l'infusion de café moulu, emballé sous vide dans une boîte métallique, une disposition particulière des raccords d'entrée et de sortie du récipient perforé est requise. Cette dernière considération indique à son tour qu'une certaine disposition de la structure de perforation du. récipient sera la plus avantageuse.
En conséquence, c'est le but principal de l'invention de présenter un appareil perfectionné pour la perforation sur une seule face d'un récipient ou d'une boîte métallique, la manipulation de celle-ci et la préparation d'une infusion, dans lequel le récipient est bloqué d'un côté par une structure fixe, ,et engagé de l'autre côté par une structure mobile, comprenant une paire d'or- ganes de perforation espacés, dont un porte un raccord d'entrée dans le récipient percé, et l'autre un raccord de sortie de celui-ci.
.C'est un autre but important de l'invention de présenter un tel ap- pareil perfectionné, qui, par sa nature, offre une simplicité et une sécurité maximum de l'ensemble mobile et du dispositif de déplacement de celui-ci- Ce dé- 'placement doit se faire de la manière requise, pour d'abord perforer le récipient dans un seul sens, et dans des régions espacées l'une de l'autre, puis ensuite appliquer des raccords d'entrée et de sortie du récipient, espacés et étanches, .et enfin effectuer proprement le retrait des organes de perforation, après que l'infusion est terminée.
Cest encore un but important de l'invention de procurer un tel ap- pareil, dans lequel la perforation du récipient, et l'application à celui-ci de raccords d'entrée et de sortie, peuvent non seulement être effectuées par l'ap- pareil avançant dans un seul sens vers le récipient, mais -également opérées sur une surface plane du récipient, telle que l'extrémité d'une boîte métallique or- dinaire, et sans devoir recourir à l'emploi de bourrelets, ou à une construction spéciale du récipient, en vue d'obtenir les joints étanches exigés.
Un autre but également important de l'invention est de procurer un
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tel appareil dans lequel les parties de la structure simplifiée prévue pour ren- dre mobiles les organes de perforation, peuvent également être utilisées pour le logement et la protection-de canalisations à connecter avec les organes de per- foration, qui se trouveront en dehors du trajet des autres parties en mouvement de l'appareil, susceptibles de les endommager.
Un but supplémentaire de l'invention est de procurer un tel appareil dont la construction soit économique et relativement peu coûteuse, qui comprenne un minimum de parties en mouvement, disposées de manière à réduire l'usure et l'entretien, et qui permette un démontage rapide et facile pour les opérations de nettoyage exigées par des considérations d'hygiène, et le remplacement de piè- ces détachées, lorsque celui-ci devient nécessaire après un usage prolongé.
D'autres buts importants encore de l'invention, comprenant certains détails significatifs de construction, seront rendus plus clairs;ou deviendront apparents, à mesure que la description suivante de l'invention progressera.
Dans les dessins annexés:
La figure 1 est une vue en élévation latérale d'une forme de réalisa- tion préférée de l'appareil à infusion suivant l'invention, des parties étant en- levées pour la clarté de l'illustration.
La figure 2 représente un tel appareil vu du dessus.
La figure 3 est une coupe transversale suivant les lignes irréguliè- res III-III des figures 1 et 2.
La figure 4 est une vue partielle, par le dessus, de cet appareil dont on a enlevé des parties pour la clarté de l'illustration, deux positions de l'ensemble mobile étant indiquées, avec la position d'attente en trait plein, et la position de pénétration du récipient, ou position opératoire, en traits d'axe.
La figure 5 est une coupe transversale suivant la ligne V-V de la figure 4 ; et
La figure 6 est un schéma des oontrôles électriques utilisés dans une forme de réalisation préférée de l'invention, montrant leurs relations avec les autres parties de la structure fonctionnelle d'ensemble.
En se reportant maintenant aux dessins, la forme de réalisation de l'appareil perfectionné, envisagé par l'invention, choisie comme illustration, est désignée d'une manière générale par le chiffre 10. L'appareil 10 comprend un soubassement désigné d'une manière générale par 12, qui peut être monté à l'intérieur d'une machine pour la vente, ou d'autre façon, par tout moyen appro- prié tel que des boulons 14. Le soubassement 12 à son tour, comprend une partie principale 16, sur laquelle sont montés de façon appropriée un bâti 18 et une partie 20 pour recevoir et manipuler les boites métalliques. Cette partie 20 comprend une structure 22 normalement verticale, s'étendant latéralement, qui peut se présenter sous la forme d'un support fixé à la partie 20 par des boulons 24.
Il apparaît clairement que le bâti 18 et la structure 22, s'étendant latéra- lement, sont montés dans des positions fixes l'une par rapport à l'autre, sur les parties 16 et 20 respectivement du soubassement 12.
Comme le montrent le plus clairement les figures 2 et 3, des disposi- tifs pour amener successivement des récipients 25, non perforés initialement, dans une position opératoire voisine de la partie de base 20 et de la structure 22, seront normalement prévus, l'équipement indiqué à titre d'illustration sous ce rapport étant désigné d'une manière générale par 26.
Celui-ci peut comprendre une tablette inclinée 28, pouvant être étendue à volonté, soit en ligne droite,soit en un trajetsinueux,peuraccroître sa capacité en récipients, étant entendu qu'elle sera normalement chargée avec un certain nombre de récipients 25, non encore employés ni perforés, attendant de se déplacer jusqu'à la position opératoire
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indiquée par le récipient illustré en trait d'axe dans la figure 3. Pour régler successivement l'avance des récipients 25 jusqu'à la position opératoire, et leur éjection, on peut employer des dispositifs tels qu'un registre de support 30 pou- vant pivoter sur un axe 32, et poussé par un ressort 34 jusqu'à la position nor- male qu'illustre la figure 3, conjointement avec un solénoïde 36 commandé élec- triquement,
et relié au registre 30 par un système de levier 38. Comme le montre très clairement la figure 3, une partie du registre 30, voisine de l'extrémité 40 de celui-ci, est prévue pour supporter un récipient 25 dans la position opé- ratoire, prêt pour la perforation et l'infusion, lorsque le registre 30 est dans sa position normale illustrée. Toutefois, quand le solénoïde 36 est mis sous tension, le système de levier 38 fera pivoter le registre 30 autour de l'axe 32 pour éjecter un récipient 25 utilisé précédemment, à travers une ouverture 42 ménagée dans la base 20, et toute autre structure pouvant se trouver sous celle- ci, cette évacuation du récipient 25 s'effectuant sous l'action de la gravité.
En même temps, l'extrémité opposée 44 du registre 30 servira temporairement d'ar- rêt, pour retenir le récipient 25 suivant,avançant par gravité le long de la tablette 28, et l'empêcher d'arriver dans la position opératoire, jusqu'à ce que le solénoïde 36 ait été mis hors tension, et le registre 30 renvoyé à sa posi- tion normale de support des récipients, comme l'indique la figure 3.
Avant d'en finir avec ce qui concerne la partie 20 du soubassement 12, recevant et manipulant les récipients, ainsi que les autres structures asso- ciées directement avec elle, on notera que la structure de support 22 peut affec- ter en substance la forme d'un J, comme le montre la figure 2, pour présenter une extension latérale 46 et une. extension longitudinale 48. L'extension latérale 46 fait normalement face au sens suivant lequel le récipient 25 avance jusqu'à la position opératoire, en dehors de la tablette 28, et sert de monture commode pour le dispositif sensible à la présence du récipient, désigné par 50.
Ce dis- positif comprend un levier élastique pivotant 52, prévu pour être déplacé par un récipient 25' avançant vers la position opératoire, de manière qu'il actionne un interruption électrique 54. L'extension longitidinale 48 est espacée de la plaque principale 56 d'appui des récipients, sur la structure 22, et on a prévu un se- cond support 58, espacé de la plaque 56, et aligné avec l'extension longitudinale 48, à une certaine distance de ce dernier. On comprendra que les récipients 25, lorsqu'ils sont dans leur;position opératoire, prêts pour la perforation et l'opération d'infusion, sont portés par une partie du régistre 30, voisine de l'extrémité 40 de ce dernier, entre la plaque d'appui 56 de la structure 22, le support 58 et l'extension longitudinale 48.
L'espace ouvert entre le support 58 et cette extension longitudinale 48 de la structure 22 donne accès à un réci- piént 25 en position opératoire, à partir d'un point se trouvant dans une posi- tion opposée à celle de la plaque d'appui fixe 56.
Comme le montrent le mieux les figures 4 et 5, le bâti 18 sur le corps principal 16 présente une paroi antérieure 60, espacée de la plaque d'appui 56 et généralement parallèle à celle-ci, et une paroi arrière 62, espacée de la paroi 60 dans le sens opposé à celui qui conduit vers la plaque d'appui 56, et généralement parallèle à cette dernière. Les parois 60 et 62 présentent des ou- vertures supérieures 64 et 66 respectivement, formant des surfaces de portée sur lesquelles glisse un organe tubulaire supérieur allongé 68, ainsi que des ouvertures inférieures 70 et 72, formant des surfaces de portée sur lesquelles glisse un organe tubulaire inférieur allongé 74.
Les organes 68 et 74 sont réunis de manière appropriée suivant un dispositif satisfaisant quelconque, tel par exemple qu'une plaque supérieure 76 et une plaque inférieure 78 fixées à chacun des organes par des boulons 80, reçus dans des entailles 82 des organes 68 et 74, pour former un ensemble mobile, comprenant ces organes 68 et 74 et ces pla- ques 76 et 78, et pouvant être animés d'un mouvement alternatif le rapprochant et l'écartant de la plaque d'appui 56 de la structure 220
Une paire d'éléments de perforation 86 et 88 est montée, de façon à pouvoir être retirée, sur les extrémités des organes 68 et 74 les plus rapprochées
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des plaques d'appui 56, au moyen d'une pièce 84 pouvant être rapidement déconnec- tée. L'élément de perforation supérieur 86 sert à appliquer,
de la manière décri- te ci-après, un raccord d'entrée à un récipient 25 percé, en vue de l'introduc- tion d'eau chaude ou d'un liquide similaire dans ce dernier, tandis que l'élément de perforation inférieur 88 sert à appliquer un raccord de sortie au récipient 25 perforé, pour retirer de ce dernier l'infusion préparée.
Chacun des organes de perforation 86 et 88 comprend une pièce tubu- laire en métal dur, allongée et généralement cylindrique, munie d'une extrémité pointue et aiguisée 90, dirigée vers la plaque d'appui 56 de la structure 22, et percée d'un certain nombre de perforations 92 espacées l'une de l'autre sur l'entièreté de sa périphérie, entre la pointe 90 et l'extrémité opposée, qui est reçue dans une monture 94 , fixée à son tour à l'intérieur de l'organe correspon- dant 68 ou 74. Les montures 94 sont elles-mêmes tubulaires, et munies d'une ex- tension 96 et dont la surface extérieure est laissée brute, pour être connectée avec une tuyauterie flexible 98 ou 100, ajustée de manière à réaliser une connec- tion étanche.
Des canalisations souples 98 et 100 en plastique, en caoutchouc, ou en un autre matériau approprié, sont connectées à l'extension de monture 96 correspondante, et se prolongent vers l'arrière à travers les organes 68 et 74 dont elles émergent pour être raccordées à une source d'eau chaude, ou d'un autre liquide sous pression, pour ce qui concerne la canalisation 98, et à des dispo- sitifs pour recevoir ou distribuer l'infusion, dans le cas de la canalisation 100. Un joint annulaire élastique 102, sur chacun des éléments de perforation 86 et 88 respectivement, peut être déplacé avec les organes 68 et 74 comme une partie de l'ensemble mobile comprenant ces derniers.
Ces joints 102 sont disposés autour des organes de perforation 86 et 88, et prévus pour être pressés entre l'extrémité rapprochée de l'organe 68 ou 74 correspondant, et la paroi terminale, ou une autre partie de la structure du récipient 25, lorsque les organes 68 et 74 sont poussés à fond dans leur mouvement alternatif vers la plaque d'appui 56 de la structure 22. Dans ce mouvement alternatif des organes 68 et 74, les élé- ments de perforation 86 et 88 pénètrent complètement le récipient 25 dans sa position opératoire, 'et les joints 102 sont comprimés de manière à former un joint hermétique aux points d'entrée de ces éléments dans le récipient.
On se rendra compte qu'un degré de sécurité élevé et un effort consi- dérable sont exigés pour animer d'un mouvement alternatif correct les organes 68 et 74, ainsi que les éléments de perforation 88 et 86 respectivement, afin de ré- aliser la perforation désirée du récipient 25, et de maintenir avec celui-ci les raccords étanches désirés. Dans ce but, la forme de réalisation préférée de la présente invention utilise un moteur électrique 104 portant sur son arbre 108 un petit pignon d'entraînement 106. Ce dernier engrène avec une roue dentée 110 relativement plus grande, montée de façon à pouvoir tourner autour d'un bout d'arbre 112 sur le bâti 18. Une bielle d'entraînement 114 est reliée excentri- quement, de manière à pouvoir pivoter, par un axe 116, à la roue dentée 110.
A son extrémité opposée il est réuni, de manière à pouvoir pivoter, à la plaque 76
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ID!!)Vend,'un'pivo,t 11'B.Onvôit &:nc èJ.aj#mErl,tque lorsque le moteur 104 tourne, le pignon d'entraînement 106 fait tourner la roue dentée 108 pour déplacer le pivot 116 de la bielle 114 suivant un parcours circulaire.
La bielle d'entraînement 114, étant réunie par le pivot 118 à la plaque 76, convertit le mouvement de rotation du pivot 116 en un parcours rectiligne du pivot 118 et, par conséquent, de la plaque 76 et des organes 68 et .74. Le fonctionnement du moteur 104, pendant une durée suffisante pour faire tourner la roue dentée 110, à partir d'une position telle que celle indiquée dans la figure 5, jusqu'à ce que le pivot 118 atteigne l'endroit de son parcours le plus rapproché de la paroi 60, animera d'un mouve- ment alternatif les organes 68 et 74, de même que les éléments de perforation 86 et 88, qui seront ainsi amenés dans leur position opératoire de pénétration du récipient.
Le fonctionnement continu du moteur 104 dans le même sens ramènera: ensuite le pivot 116 en arrière, vers une position éloignée de la paroi 60, et écartera ainsi les organes 68 et 74, ainsi que les éléments 86 et 88, du récipient
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25, pour les amener dans une position opératoire voisine de la base 20, retirant ainsi les éléments 86 et 88 du récipient, empêché de les suivre par l'arrêt que consituent le support 58 et l'extension longitudinale 48.
Une paire d'interrupteurs électriques de contrôle 120 et 122, à iden- tifier plus complètement ci-après en se reportant à la discussion de la figure 6, peuvent être montés à l'intérieur du bâti 18, de toute manière appropriée, l'interrupteur 120 étant disposé vers l'extrémité du bâti 18, définie par la paroi 62, tandis que l'interrupteur 122 sera disposé relativement plus près de l'extrémité du bâti 18 définie par la paroi 60. Un bras 124 d'actionnement de l'interrupteur, ayant une partie 126 en forme de U, de dimension appropriée, peut être fixé à la plaque 78 faisant partie de l'ensemble mobile, la partie 126 en forme d'U, étant disposée pour actionner les interrupteurs 120 et 122 respecti- vement, quand les organes 68 et 74 sont déplacés entre les extrémités opposées de leur parcours.
En se reportant maintenant au schéma de la figure 6, on.notera qu'une soupape de réglage 128 sera normalement interposée dans la canalisation 96, pour régler l'écoulement d'eau chaude, ou de liquide analogue, vers l'élément de per- foration d'entrée 86, cette soupape 128 étant prévue pour être commandée par un solénoïde 130. Le moteur d'entraînement 104, le solénoïde 36 de commande de l'é- jection et de l'avancement du récipient, et l'interrupteur 54 sensible à la pré- sence du récipient, sont tous illustrés dans la figure 6 et désignés par les mê- mes chiffres.
En plus, le dispositif de réglage à employer, comme partie d'une forme de réalisation préférée de l'appareil 10, comprendra une paire de bornes 132 et 134, prévues pour être connectées à une source d'énergie électrique, un moteur électrique 136 de minuterie, associé fonctionnellement en vue d'être com- mandé par eux, avec uns-paire d'interrupteurs unipolaires à une direction 138 et 140, normalement ouverts, et un interrupteur unipolaire à deux directions 142, possédant une pièce polaire 144 engagée normalement avec un contact fixe 146 et prévue pour s'écarter de ce dernier et s'engager avec un contact fixe 148, un interrupteur de démarrage du cycle 150, normalement ouvert, l'interrupteur de sortie 120 et l'interrupteur d'entrée 122 que.montre également la figure 4.
L'in- terrupteur d'entrée 122 comprend une pièce polaire mobile 152, normalement enga- gée avec un contact fixe 154, et pouvant être engagée avec un contact fixe'156, tandis que l'interrupteur de sortie 120 comprend une pièce polaire mobile 158, engagée normalement avec un contact fixe 160 et pouvant être engagée avec un contact fixe 162. Une des bornes 134 est mise à la terre en 164. Le moteur 104 qui ne doit pas nécessairement être du type réversible, a un de ses côtés mis @ à la terre en 166. De même, le moteur 136 a un de ses côtés mis à la terre 168, le solénoïde 130 commandant la soupape a un de. ses côtés mis à la terre en 170 et le solénoïde commandant le registre a un de.ses points mis à la terre en 172.
L'autre borne 132 est connectée à un côté de l'interrupteur à minuterie 138, et à la pièce polaire 144 de l'interrupteur à minuterie 142, par l'intermédiaire des conducteurs 174 et 176. Un côté de l'interrupteur de minuterie 140 est con- necté avec le côté non mis à la terre du solénoïde 130 commandant la soupape, par l'intermédiaire du conducteur 178. Les côtés opposés des interrupteurs à mi- nuterie 138 et 140, et le contact normalement ouvert 156 de l'interrupteur d'en- trée 122, sont connectés aux côtés non mis à la terre du moteur de minuterie 136, par l'intermédiaire des conducteurs 180, 182, 184 et 186.
L'interrupteur de dé- marrage 150 et l'interrupteur 54, actionné par le récipient sont couplés en sé- rie entre le contact 146 de l'interrupteur à minuterie 142 et la pièce polaire 152 de l'interrupteur d'entrée 122, par le conducteur 188. Le contact 148 de l'interrupteur à minuterie 142 est couplé par le conducteur 190 avec la pièce polaire 158 de l'interrupteur de sortie 120. Le côté non mis à la terre du mo- teur d'entraînement 104 est couplé aveo le contact 154 de l'interrupteur d'en- trée 122, et .avec le contact 160 de l'interrupteur de sortie 120, par l'inter- médiaire des conducteurs 192 et 194. Le contact 162 de l'interrupteur de sortie 120 est couplé avec le côté non mis à la terre du solénoïde 36 commandant la ma-
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nipulation du récipient, au moyen du conducteur 196.
Lors du fonctionnement, en supposant que l'énergie électrique soit fournie aux bornes 132 et 134, que les organes 68 et 74 soient dans leur position d'attente que montre la figure 5 et qu'un récipient 25 soit en position opératoire par rapport à la partie 20, de la base 22, recevant les récipients, l'entièreté de l'appareil sera dans une position d'attente, avec le solénoïde 130 hors tensi- on, la soupape 28 fermée, le solénode 36 hors tension, de même que le moteur d'entraînement 104 et le moteur de minuterie 136. Comme le récipient en position opératoire maintient l'interrupteur 54 fermé, lors de la fermeture de l'interrup- teur de démarrage 150 (qui peut être commandé de toute manière appropriée, soit manuellement,
soit par un dispositif sensible au niveau d'un réservoir d'entre- posage pour l'infusion préparée à. l'aide de l'appareil 10), l'énergie sera four- nie au moteur de commande 104, à partir de la borne 132, par l'intermédiaire des conducteurs 174 et 176, de la pièce polaire 144 et du contact 146 de l'interrup- teur à minuterie 142, du conducteur 188, de l'interrupteur de démarrage 150 fer- mé, de l'interrupteur 54 fermé, de la pièce polaire 152, de l'interrupteur de sortie 120 et du conducteur 192 jusqu'au moteur 104. Aussitôt que le moteur d'en- traînement 104 a déplacé la partie 126 de l'applique 124 actionnant l'interrup- teur, jusqu'à un point où est actionné l'interrupteur d'entrée 122, la pièce po- laire 152 de celui-ci se dégage du contact 154 et engage le contact 156.
Ceci coupe le circuit d'alimentation du moteur d'entraînement 104. Pendant le fonction- nement de ce dernier toutefois, les organes 68 et 74 ont été déplacés vers la structure 22, pour amener les organes de perforation 86 et 88 en position de per- foration d'abord, puis en position de pénétration et d'application du joint au récipient 25. Le déplacement de la pièce polaire 152 de l'interrupteur d'entrée 122 excite le moteur de minuterie 136, par l'intermédiaire d'un circuit que l'on peut suivre comme ci-dessus jusqu'à la pièce polaire 152, et de là par l'inter- médiaire des conducteurs 186 et 180 jusqu'au moteur 136.
Le fonctionnement du moteur de minuterie 136 ferme d'abord l'inter- rupteur à minuterie 138, qui établit un circuit d'alimentation continu pour le moteur de minuterie 136 à partir de la borne 132, par l'intermédiaire du conduc- teur 174, de l'interrupteur à minuterie 138 et des conducteurs 182 et 180 jusqu' au moteur 136. Ce dernier ferme ensuite l'interrupteur à minuterie 140 pour exci- ter le solénoïde 130, et ouvrir la soupape d'admission 128 du liquide d'infusion pendant une durée prédéterminée. A l'expiration de cette durée, le moteur de minuterie 136, qui continue à fonctionner, ouvre l'interrupteur à minuterie 140, pour mettre hors tension le solénoide 130 et refermer la soupape 128.
Ensuite, le moteur de minuterie 136 dégage la pièce polaire 144 du contact 146 et l'en- gage avec le contact.148. Ceci complète un nouveau circuit d'alimentation pour le moteur d'entraînement 104, qui peut être suivi depuis la borne 132, par les conducteurs 174 et 176, la pièce polaire 144 et le contact 148 de l'interrupteur à minuterie 142, le conducteur 190, la.pièce polaire 158 et le contact 160 de l'interrupteur de sortie 120, et les conducteurs 194 et 192 jusqu'au moteur d'en- traînement 104. Ce dernier fonctionne ensuite pour ramener les organes 68 et 74 dans leur position d'attente, tandis que les éléments de perforation 86 et 88 sont retirés du récipient 25.
Les organes 68 et 74 retournant dans leur position d'at- tente, la partie 126 de l'applique 124 commandant l'interrupteur écartera la pièce polaire 158 de l'interrupteur de sortie 120 du contact 160, pour l'engager avec le contact 162. Ceci interrompt le circuit d'alimentation suivi en dernier lieu pour le moteur 104, étant observé que l'interrupteur de démarrage 150 a été ouvert soit manuellement, soit automatiquement, par le remplissage du réservoir d'infusion, dont le niveau peut contrôler le fonctionnement de l'interrupteur de démarrage 150, de manière que quand la pièce polaire 152 de l'interrupteur d'entrée 122 est ramenée dans sa position normale, pendant le retrait des orga- nes 68 et 74,
aucun circuit d'alimentation pour le moteur 104 ne sera complété sur.le retour de la pièce polaire 144 de l'interrupteur 142 dans sa position fer- mée. Le déplacement de la pièce polaire 158 de l'interrupteur de sortie 120 pour
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l'engager avec le contact 162, ferme un circuit d'alimentation pour le solénoïde 36 commandant le registre, que l'on peut suivre comme avant jusqu'à la pièce po- laire 158, et de là, par l'intermédiaire du contact 162 et du conducteur 196, jusqu'au solénoïde 36. Ceci met en mouvement le registre 30 pour évacuer le ré- cipient 25, ce qui termine la préparation de l' infusion.
Le moteur 136 ramène ensuite l'interrupteur à minuterie 142 à sa po- sition normale, la pièce polaire 1-44 étant engagée avec le contact 146. Ceci na- turellement interrompt le circuit d'alimentation établi précédemment pour le so- lénoïde 36 commandant le registre, de manière que ce dernier sera ramené dans sa position normale par le ressort 34, et le récipient 25 suivant descendra par gravité dans sa position opératoire, prêt pour la perforation et l'infusion.
Comme ce récipient atteint la position opératoire, l'interrupteur 54, qui se sera ouvert après l'évacuation du récipient 25 précédent, sera refermé. Finalement, le moteur de minuterie 136 ouvre de nouveau l'interrupteur à minuterie 138 pour interrompre son propre circuit d'alimentation, l'appareil étant à ce moment rame- né, tant mécaniquement qu'électriquement, dans sa position originelle d'attente, prêt pour un cycle opératoire ultérieur, sur une fermeture subséquente de l'in- terrupteur de démarrage 150.
Il apparaîtra maintenant que l'appareil envisagé par cette invention est idéalement adapté à la réalisation des buts et avantages indiqués ci-dessus.
Il sera également évident que bien qu'un certain nombre de détails et de relati- ons structurelles soient importants, certains changements et modifications mineu- res pourraient être apportés, sans s'écarter du véritable esprit, ou de l'inten- tion de l'invention. En conséquence, il doit être entendu qu'on doit estimer cel- le-ci comme limitée seulement par la portée des revendications qui suivent.
REVENDICATIONS
1. Appareil pour la préparation d'infusion de café, ou de boissons analogues, par le passage d'eau sous pression à travers une certaine quantité de produit à infuser emballé dans un récipient non perforé initialement et pou- vant être jeté, caractérisé en ce qu'il comprend une paire d'ensembles mobiles l'un par rapport à l'autre, pouvant être rapprochés et écartés l'un de l'autre entre des positions relatives d'attente, dans lesquelles ces ensembles sont dis- posés pour recevoir entre eux un récipient du type indiqué ci-avant, et des po- sitions opératoires relatives, dans lesquelles les ensembles engagent ce récipient par les côtés opposés, des dispositifs pour déplacer ces ensembles entre ces po- sitions relatives de repos et opératoires, au moins un élément pour la perfora- tion du récipient,
chaque élément de perforation étant monté sur un même ensemble, et apte à perforer le récipient uniquement sur la face proche de cet ensemble, lorsque les ensembles sont déplacés relativement l'un à l'autre à partir de ces positions d'attente jusqu'à ces positions opératoires, des dispositifs comprenant des passages dans 'ces éléments prévus pour appliquer un raccord d'entrée et un raccord de sortie à ce récipient, lorsque les ensembles sont dans leurs positions opératoires relatives, et des dispositifs pour introduire de l'eau sous pression jusqu'à ce raccord d'entrée, et pour recevoir l'infusion de ce raccord de sortie, lorsque les ensembles sont dans leurs positions opératoires relatives.
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This invention relates to the field of equipment for the preparation of beverages, such as may be employed for the sale, or commercial distribution of a brew of coffee, or the like. It relates more particularly to an improved apparatus for handling and perforating a container, initially unperforated, filled with a product for the preparation of the drink, through which hot water is passed or another liquid under pressure, after which the packaging is rejected. The invention is especially, though not exclusively, intended for the preparation of a brew of coffee, from fresh ground coffee, vacuum-packed in the usual metal cans.
Certain previously known devices have sought to carry out the preparation of infusions by means of an apparatus which punches, or perforates metal cans, or other containers not initially perforated, from the opposite faces, or from the sides. ends of these and then passes through it, or from one end of the container to the other, hot water or the like. These prior devices have marked disadvantages inherent in their construction, such as the complexity of the mechanical and hydraulic equipment required to manipulate the container, puncture it from opposite points, and send the liquid through, including efficiency. limited of the infusion method, due to the fact that the perforation is carried out on two opposite sides.
It has been found that many of the disadvantages of perforating devices from two opposite points can be overcome, by performing the perforation of the package, the introduction of the hot liquid, and the discharge of the infusion. from the same point, or from the same side of this packaging. However, it has also been found that in order to obtain the maximum efficiency of the infusion method with the type of container and the kind of products in question, for example in the case of the infusion of ground coffee, vacuum packed in a metal box, special arrangement of the inlet and outlet connections of the perforated container is required. This latter consideration in turn indicates that some arrangement of the perforation structure of the. container will be the most advantageous.
Accordingly, it is the main object of the invention to present an improved apparatus for single-sided perforation of a container or a canister, the handling thereof and the preparation of an infusion, in which the container is blocked on one side by a fixed structure, and engaged on the other side by a movable structure, comprising a pair of spaced perforating members, one of which carries an inlet fitting in the pierced container, and the other an outlet connection thereof.
It is another important object of the invention to present such an improved apparatus which, by its nature, offers maximum simplicity and safety for the mobile assembly and for the device for moving the latter. displacement should be done as required, to first puncture the container in one direction, and in regions spaced apart from each other, then apply inlet and outlet fittings to the container , spaced and sealed,. and finally carry out the proper removal of the perforation members, after the infusion is complete.
It is still an important object of the invention to provide such an apparatus, in which the perforation of the container, and the application thereto of inlet and outlet fittings, can not only be effected by the apparatus. - similar advancing in one direction towards the container, but -also carried out on a flat surface of the container, such as the end of an ordinary metal box, and without having to resort to the use of beads, or to a special construction of the container, in order to obtain the required watertight joints.
Another equally important object of the invention is to provide a
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such apparatus in which the parts of the simplified structure provided to make the perforating members mobile can also be used for the housing and protection of pipes to be connected with the perforating members, which will be located outside the path of other moving parts of the device that could damage them.
A further object of the invention is to provide such an apparatus the construction of which is economical and relatively inexpensive, which comprises a minimum of moving parts, arranged so as to reduce wear and maintenance, and which allows disassembly. quick and easy for cleaning operations required by hygienic considerations, and the replacement of spare parts, when this becomes necessary after prolonged use.
Still other important objects of the invention, including certain significant details of construction, will be made clearer, or become apparent, as the following description of the invention progresses.
In the accompanying drawings:
Figure 1 is a side elevational view of a preferred embodiment of the infusion apparatus according to the invention, with parts removed for clarity of illustration.
FIG. 2 represents such an apparatus seen from above.
Figure 3 is a cross section taken along the irregular lines III-III of Figures 1 and 2.
Figure 4 is a partial view, from above, of this apparatus of which parts have been removed for clarity of illustration, two positions of the movable assembly being indicated, with the standby position in solid lines, and the position of penetration of the container, or operating position, in center lines.
Figure 5 is a cross section taken on the line V-V of Figure 4; and
Figure 6 is a diagram of the electrical controls used in a preferred embodiment of the invention, showing their relationship to other parts of the overall functional structure.
Referring now to the drawings, the embodiment of the improved apparatus contemplated by the invention, chosen as an illustration, is generally designated by the numeral 10. The apparatus 10 comprises a base designated of generally by 12, which can be mounted inside a machine for sale, or otherwise, by any suitable means such as bolts 14. The base 12 in turn comprises a main part 16, on which are suitably mounted a frame 18 and a part 20 for receiving and handling the metal boxes. This part 20 comprises a normally vertical, laterally extending structure 22 which may be in the form of a support fixed to the part 20 by bolts 24.
It is clear that the frame 18 and the structure 22, extending laterally, are mounted in fixed positions with respect to each other, on the parts 16 and 20 respectively of the base 12.
As shown most clearly in Figures 2 and 3, arrangements for successively bringing containers 25, initially unperforated, into an operating position adjacent to the base part 20 and the structure 22, will normally be provided. equipment indicated by way of illustration in this connection being generally designated by 26.
This may include an inclined shelf 28, which can be extended at will, either in a straight line or in a continuous path, to increase its capacity in containers, it being understood that it will normally be loaded with a number of containers 25, not yet. employees or perforated, waiting to move to the operating position
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indicated by the container illustrated in a central line in FIG. 3. To adjust successively the advance of the containers 25 to the operating position, and their ejection, devices such as a support register 30 can be used. being pivoted on an axis 32, and urged by a spring 34 to the normal position shown in figure 3, together with an electrically controlled solenoid 36,
and connected to the register 30 by a lever system 38. As shown very clearly in Figure 3, a part of the register 30, adjacent to the end 40 thereof, is provided to support a container 25 in the operated position. ratory, ready for perforation and infusion, when register 30 is in its normal position shown. However, when the solenoid 36 is energized, the lever system 38 will pivot the register 30 about the axis 32 to eject a container 25 previously used, through an opening 42 in the base 20, and any other structure. which may be located under it, this evacuation of the container 25 taking place under the action of gravity.
At the same time, the opposite end 44 of register 30 will serve temporarily as a stopper, to retain the next container 25, advancing by gravity along the shelf 28, and prevent it from reaching the operative position, until until solenoid 36 has been de-energized, and register 30 returned to its normal container support position, as shown in Figure 3.
Before concluding with what concerns part 20 of the base 12, receiving and handling the containers, as well as the other structures directly associated with it, it will be noted that the support structure 22 can substantially affect the shape. of a J, as shown in Figure 2, to present a lateral extension 46 and a. longitudinal extension 48. Lateral extension 46 normally faces the direction in which container 25 advances to the operative position, out of shelf 28, and serves as a convenient mount for the container-sensitive device, designated by 50.
This device comprises a pivoting resilient lever 52, intended to be moved by a container 25 'advancing towards the operative position, so that it actuates an electrical interrupt 54. The longitudinal extension 48 is spaced from the main plate 56 d. The containers are supported on the structure 22, and a second support 58 is provided, spaced from the plate 56, and aligned with the longitudinal extension 48, at a distance from the latter. It will be understood that the containers 25, when they are in their operative position, ready for the perforation and the infusion operation, are carried by a part of the register 30, close to the end 40 of the latter, between the support plate 56 of the structure 22, the support 58 and the longitudinal extension 48.
The open space between the support 58 and this longitudinal extension 48 of the structure 22 provides access to a receptacle 25 in the operative position, from a point in a position opposite to that of the plate. fixed support 56.
As best shown in Figures 4 and 5, the frame 18 on the main body 16 has a front wall 60, spaced from and generally parallel to the backing plate 56, and a rear wall 62, spaced from the backing plate. wall 60 in the direction opposite to that which leads to the support plate 56, and generally parallel to the latter. The walls 60 and 62 have upper openings 64 and 66 respectively, forming bearing surfaces on which an elongated upper tubular member 68 slides, as well as lower openings 70 and 72, forming bearing surfaces on which a member slides. elongated lower tubular 74.
The members 68 and 74 are suitably joined in some satisfactory arrangement, such as for example an upper plate 76 and a lower plate 78 fixed to each of the members by bolts 80, received in notches 82 of the members 68 and 74 , to form a movable assembly, comprising these members 68 and 74 and these plates 76 and 78, and which can be driven in a reciprocating movement bringing it closer to and away from the support plate 56 of the structure 220
A pair of perforating elements 86 and 88 is mounted, so as to be removable, on the ends of the members 68 and 74 closest to each other.
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support plates 56, by means of a part 84 which can be quickly disconnected. The upper perforation element 86 serves to apply,
as hereinafter described, an inlet connection to a pierced container 25 for the introduction of hot water or a similar liquid therein, while the piercing member lower 88 serves to apply an outlet fitting to the perforated container, for withdrawing the prepared infusion therefrom.
Each of the perforating members 86 and 88 comprises an elongated and generally cylindrical hard metal tubular piece provided with a pointed and sharp end 90, directed towards the backing plate 56 of the structure 22, and pierced with. a number of perforations 92 spaced apart from each other over its entire periphery, between the tip 90 and the opposite end, which is received in a frame 94, in turn secured inside the corresponding member 68 or 74. The mounts 94 are themselves tubular, and provided with an extension 96 and the outer surface of which is left raw, to be connected with flexible tubing 98 or 100, adjusted in such a manner. to make a waterproof connection.
Flexible lines 98 and 100 of plastic, rubber, or other suitable material, are connected to the corresponding frame extension 96, and extend rearwardly through members 68 and 74 from which they emerge for connection. to a source of hot water, or of another pressurized liquid, in the case of line 98, and to devices for receiving or distributing the infusion, in the case of line 100. An annular seal elastic 102, on each of the perforation elements 86 and 88 respectively, can be moved with the members 68 and 74 as part of the movable assembly comprising the latter.
These seals 102 are arranged around the perforation members 86 and 88, and intended to be pressed between the near end of the corresponding member 68 or 74, and the end wall, or another part of the structure of the container 25, when the members 68 and 74 are pushed fully in their reciprocating movement towards the backing plate 56 of the structure 22. In this reciprocating movement of the members 68 and 74, the perforation elements 86 and 88 fully penetrate the container 25 in its operative position, and the seals 102 are compressed so as to form a hermetic seal at the points of entry of these elements into the container.
It will be appreciated that a high degree of safety and a considerable effort are required in order to correctly reciprocate the members 68 and 74, as well as the perforating elements 88 and 86 respectively, in order to achieve the perforation of the container 25, and to maintain therewith the desired tight connections. For this purpose, the preferred embodiment of the present invention uses an electric motor 104 carrying on its shaft 108 a small drive pinion 106. The latter meshes with a relatively larger toothed wheel 110, mounted so as to be able to rotate around it. from a shaft end 112 on the frame 18. A drive rod 114 is eccentrically connected, so as to be able to pivot, by an axis 116, to the toothed wheel 110.
At its opposite end it is joined, so as to be able to pivot, to the plate 76
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The drive rod 114, being joined by the pivot 118 to the plate 76, converts the rotational movement of the pivot 116 into a rectilinear path of the pivot 118 and, therefore, of the plate 76 and members 68 and 74. The operation of the motor 104, for a period sufficient to cause the toothed wheel 110 to rotate, from a position such as that indicated in FIG. 5, until the pivot 118 reaches the point of its most brought closer to the wall 60, will animate with a reciprocating movement the members 68 and 74, as well as the perforation elements 86 and 88, which will thus be brought into their operating position for penetrating the container.
Continuous operation of the motor 104 in the same direction will: then bring the pivot 116 back to a position remote from the wall 60, and will thus move the members 68 and 74, as well as the elements 86 and 88, away from the container
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25, to bring them into an operating position close to the base 20, thus removing the elements 86 and 88 from the container, prevented from following them by the stop formed by the support 58 and the longitudinal extension 48.
A pair of electrical control switches 120 and 122, to be identified more fully hereinafter with reference to the discussion of Figure 6, may be mounted within frame 18, in any suitable manner. switch 120 being disposed towards the end of frame 18, defined by wall 62, while switch 122 will be disposed relatively closer to the end of frame 18 defined by wall 60. An arm 124 for actuating the switch 120. The switch, having a U-shaped portion 126 of suitable size, can be attached to the plate 78 forming part of the movable assembly, the U-shaped portion 126 being arranged to actuate the switches 120 and 122 respectively. - Eventually, when the members 68 and 74 are moved between the opposite ends of their path.
Referring now to the diagram of Figure 6, it will be noted that a control valve 128 will normally be interposed in line 96, to control the flow of hot water, or the like, to the pressure element. - inlet bore 86, this valve 128 being designed to be controlled by a solenoid 130. The drive motor 104, the solenoid 36 for controlling the ejection and advancement of the container, and the switch 54 sensitive to the presence of the container, are all illustrated in Figure 6 and designated by the same numerals.
In addition, the adjustment device to be employed, as part of a preferred embodiment of the apparatus 10, will comprise a pair of terminals 132 and 134, adapted to be connected to a source of electrical energy, an electric motor 136. timer, operatively associated for being controlled by them, with a pair of one-way, single-pole switches 138 and 140, normally open, and a two-way single-pole switch 142, having a normally engaged pole piece 144 with a fixed contact 146 and intended to move away from the latter and engage with a fixed contact 148, a cycle start switch 150, normally open, the output switch 120 and the input switch 122 that also shows figure 4.
The input switch 122 comprises a movable pole piece 152, normally engaged with a fixed contact 154, and capable of being engaged with a fixed contact '156, while the output switch 120 comprises a movable pole piece. 158, normally engaged with a fixed contact 160 and capable of being engaged with a fixed contact 162. One of the terminals 134 is earthed at 164. The motor 104, which does not necessarily have to be of the reversible type, has one of its sides set. @ to earth at 166. Likewise, engine 136 has one of its sides earthed 168, solenoid 130 controlling the valve has a. its sides grounded in 170 and the solenoid controlling the damper has one of its points grounded in 172.
The other terminal 132 is connected to one side of the timer switch 138, and to the pole piece 144 of the timer switch 142, through leads 174 and 176. One side of the timer switch 140 is connected with the ungrounded side of solenoid 130 controlling the valve, through conductor 178. The opposite sides of timer switches 138 and 140, and normally open contact 156 of the valve. input switch 122, are connected to the ungrounded sides of timer motor 136, through conductors 180, 182, 184 and 186.
The start switch 150 and the switch 54, operated by the container are coupled in series between the contact 146 of the timer switch 142 and the pole piece 152 of the input switch 122, by conductor 188. Contact 148 of timer switch 142 is coupled by conductor 190 with pole piece 158 of output switch 120. The ungrounded side of drive motor 104 is coupled. with the contact 154 of the input switch 122, and with the contact 160 of the output switch 120, through the conductors 192 and 194. The contact 162 of the output switch 120 is coupled with the ungrounded side of solenoid 36 controlling the ma-
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nipulation of the container, by means of the conductor 196.
During operation, assuming that electrical energy is supplied to terminals 132 and 134, that members 68 and 74 are in their standby position shown in Figure 5 and that a container 25 is in the operating position relative to the part 20, of the base 22, receiving the containers, the entire apparatus will be in a standby position, with the solenoid 130 de-energized, the valve 28 closed, the solenode 36 de-energized, likewise as the drive motor 104 and the timer motor 136. As the container in the operative position keeps the switch 54 closed, when closing the start switch 150 (which can be controlled in any suitable manner, either manually,
or by a sensitive device at the level of a storage tank for the infusion prepared at. using device 10), energy will be supplied to drive motor 104, from terminal 132, through conductors 174 and 176, pole piece 144 and contact 146 of timer switch 142, lead 188, start switch 150 closed, switch 54 closed, pole piece 152, output switch 120 and lead 192 through to motor 104. As soon as drive motor 104 has moved portion 126 of bracket 124 operating the switch, to a point where input switch 122 is actuated, part in. - leaf 152 thereof is released from contact 154 and engages contact 156.
This cuts off the supply circuit of the drive motor 104. During the operation of the latter, however, the members 68 and 74 have been moved towards the structure 22, to bring the puncture members 86 and 88 into the permanent position. - drilling first, then in the position of penetration and application of the seal to the container 25. The movement of the pole piece 152 of the input switch 122 energizes the timer motor 136, via a circuit which can be followed as above up to pole piece 152, and from there through conductors 186 and 180 to motor 136.
Operation of the timer motor 136 first closes the timer switch 138, which establishes a continuous power circuit for the timer motor 136 from terminal 132, through conductor 174. , from the timer switch 138 and leads 182 and 180 to the motor 136. The latter then closes the timer switch 140 to energize the solenoid 130, and open the liquid inlet valve 128. infusion for a predetermined time. At the expiration of this time, the timer motor 136, which continues to operate, opens the timer switch 140, to de-energize the solenoid 130 and close the valve 128.
Then the timer motor 136 disengages the pole piece 144 from the contact 146 and engages with the contact 148. This completes a new power supply circuit for drive motor 104, which can be followed from terminal 132, through leads 174 and 176, pole piece 144 and contact 148 of timer switch 142, lead 190, the pole piece 158 and the contact 160 of the output switch 120, and the conductors 194 and 192 to the drive motor 104. The latter then operates to return the members 68 and 74 to their position. waiting, while the perforation elements 86 and 88 are withdrawn from the container 25.
The components 68 and 74 returning to their standby position, the part 126 of the bracket 124 controlling the switch will move the pole piece 158 of the output switch 120 away from the contact 160, in order to engage it with the contact. 162. This interrupts the power circuit last followed for the motor 104, it being observed that the start switch 150 has been opened either manually or automatically, by filling the infusion tank, the level of which can control. the operation of the start switch 150, so that when the pole piece 152 of the input switch 122 is returned to its normal position, during the withdrawal of the members 68 and 74,
no power supply circuit for motor 104 will be completed upon return of pole piece 144 of switch 142 to its closed position. The displacement of the pole piece 158 of the output switch 120 to
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engaging it with contact 162, closes a supply circuit for solenoid 36 controlling the damper, which can be followed as before to the polar part 158, and from there, via the contact 162 and conductor 196, to solenoid 36. This sets register 30 in motion to evacuate vessel 25, completing preparation of the brew.
Motor 136 then returns timer switch 142 to its normal position with pole piece 1-44 engaged with contact 146. This naturally interrupts the power circuit previously established for the controlling solenoid 36. the register, so that the latter will be returned to its normal position by the spring 34, and the next container 25 will descend by gravity into its operating position, ready for perforation and infusion.
As this container reaches the operating position, the switch 54, which will have opened after the evacuation of the previous container 25, will be closed. Finally, the timer motor 136 opens the timer switch 138 again to interrupt its own supply circuit, the apparatus being at this time returned, both mechanically and electrically, to its original standby position. ready for a subsequent operating cycle, on a subsequent closing of the start switch 150.
It will now be apparent that the apparatus contemplated by this invention is ideally suited to the achievement of the objects and advantages set forth above.
It will also be evident that although a number of details and structural relati- ons are important, certain minor changes and modifications could be made, without departing from the true spirit, or intention of the 'invention. Accordingly, it should be understood that this is to be regarded as limited only by the scope of the claims which follow.
CLAIMS
1. Apparatus for preparing an infusion of coffee, or similar beverages, by passing water under pressure through a certain quantity of product to be infused packed in an initially unperforated container and able to be discarded, characterized by that it comprises a pair of movable assemblies with respect to each other, which can be brought together and separated from each other between relative waiting positions, in which these assemblies are arranged for receive between them a container of the type indicated above, and relative operating positions, in which the assemblies engage this container by the opposite sides, devices for moving these assemblies between these relative rest and operating positions, at the at least one element for the perforation of the container,
each perforation element being mounted on the same assembly, and capable of perforating the container only on the face close to this assembly, when the assemblies are moved relatively to each other from these standby positions to these operating positions, devices comprising passages in 'these elements intended to apply an inlet connection and an outlet connection to this container, when the assemblies are in their relative operating positions, and devices for introducing water under pressure up to this inlet connection, and to receive the infusion from this outlet connection, when the assemblies are in their relative operating positions.