CH631613A5 - Device for automatically measuring the drink dispensed by an espresso coffee machine - Google Patents

Description

La presente invenzione concerne un dispositivo per il dosaggio automatico e programmabile della quantità o dose di bevanda prodotta da gruppi erogatori di macchine per caffè espresso, nei rispettivi singoli cicli operativi, mediante conteggio o misurazione volumetrica progressiva dell'acqua alimentata a partire dall'istante iniziale del ciclo, ed intervento su un dispositivo valvolare di sospensione dell'erogazione, quando il valore misurato raggiunge quello programmato per la dose. The present invention relates to a device for the automatic and programmable dosage of the quantity or dose of beverage produced by brewing groups of espresso coffee machines, in the respective individual operating cycles, by means of progressive counting or volumetric measurement of the water supplied from the initial instant of the cycle, and intervention on a valve device for suspending delivery, when the measured value reaches that programmed for the dose.

Un dispositivo di questo genere opera secondo i principi di precedenti brevetti della stessa Richiedente (Brevetti italiani N. 922 212 e 969 060) che riguardano essenzialmente un metodo di dosaggio sfruttante un dispositivo contatore volumetrico dell'acqua alimentata ad ogni singolo gruppo erogativo, il quale a sua volta comanda un sistema valvolare di interruzione dell'erogazione, al rag-5 giungimento della dose prefissata. Nei detti brevetti noti sono descritte diverse forme di realizzazione di un contatore volumetrico in grado di operare secondo la metodologia citata e di controllare, in base al volume di acqua attraversante il medesimo, un elemento meccanico che io subisce uno spostamento progressivo, fino ad arrivare ad una posizione programmata di comando del sistema valvolare e quindi di interruzione dell'erogazione, per essere quindi riportato alla posizione di partenza all'inizio di nu nuovo ciclo. I vantaggi dell'adozione di un metodo di 15 questo tipo sono chiaramente descritti ed illustrati nei brevetti citati. A device of this kind operates according to the principles of previous patents of the same Applicant (Italian Patents No. 922 212 and 969 060) which essentially concern a dosage method exploiting a volumetric meter device of the water supplied to each single dispensing group, which in turn it controls a valve system for interrupting the delivery, upon reaching the preset dose. Various known embodiments of a volumetric meter capable of operating according to the cited methodology and of controlling, on the basis of the volume of water passing through the same, a mechanical element which I undergo a progressive displacement, up to a programmed position for controlling the valve system and therefore stopping delivery, to then be returned to the starting position at the beginning of a new cycle. The advantages of adopting a method of this type are clearly described and illustrated in the cited patents.

La Richiedente ha ora constatato che il detto sistema meccanico di collegamento tra il contatore volumetrico ed il gruppo valvolare, descritto negli esempi di realiz-20 zazione dei brevetti precedenti e l'adozione inoltre di mezzi contatori volumetrici di tipo alternativo, quali descritti in alcuni esempi di tali brevetti, possono portare a diversi inconvenienti di natura pratica che vengono superati mediante il dispositivo secondo la presente inven-25 zione. The Applicant has now found that the said mechanical connection system between the volumetric meter and the valve unit, described in the examples of realization of the previous patents and also the adoption of alternative type volumetric meter means, as described in some examples of these patents, can lead to various drawbacks of a practical nature which are overcome by the device according to the present invention.

Essenzialmente, questi inconvenienti sono legati al fatto che da un lato i detti sistemi meccanici e i detti contatori alternativi comportano considerevoli perdite di potenza che devono essere sopperite dal sistema idraulico, 30 e dall'altro lato sono soggetti a possibilità di inceppamenti, rotture e soprattutto di usure in grado di influire negativamente sulla affidabilità del sistema. Inoltre, i detti sistemi meccanici presentano in generale delle limitazioni relativamente alla gamma di regolabilità degli stessi, 35 nonché alla finezza della regolazione. Essentially, these drawbacks are related to the fact that on the one hand the said mechanical systems and the said alternative meters entail considerable power losses which must be overcome by the hydraulic system, 30 and on the other hand they are subject to the possibility of jams, breakages and above all wear that can adversely affect the reliability of the system. Furthermore, said mechanical systems generally have limitations with respect to the range of adjustability of the same, 35 as well as to the fineness of the adjustment.

È pertanto scopo essenziale della presente invenzione, quello di prevedere un dispositivo, operante secondo la metodologia descritta nei brevetti precedenti che consen-40 ta di programmare la dose di caffè espresso erogata ad ogni ciclo, praticamente senza necessità di sopperire a perdite meccaniche mediante aumenti di pressione nel circuito idraulico, che operi con la massima affidabilità e sia in grado di programmare dosi comunque grandi, It is therefore an essential object of the present invention to provide a device operating according to the method described in the previous patents which allows to program the dose of espresso coffee delivered at each cycle, practically without the need to make up for mechanical losses by increasing pressure in the hydraulic circuit, which operates with maximum reliability and is able to program large doses,

45 fino ad una erogazione continua, con possibilità di ottenere una elevatissima finezza di regolazione, e cioè una differenza volumetrica unitaria molto piccola. Secondo l'invenzione, i citati ed altri scopi vengono realizzati mediante un dispositivo di dosaggio del tipo inizialmente 50 definito e caratterizzato dal fatto che il mezzo misuratore volumetrico è costituito da un mulinello posto nel percorso dell'acqua in pressione, diretta ad ogni singolo gruppo della macchina, ed attraversato dall'acqua stessa, al detto mulinello essendo associati mezzi per la rileva-55 zione, senza contatto, di ogni giro o frazione di giro compiuta dal medesimo e per la trasformazione di questa rilevazione in impulsi elettrici di azionamento di un contatore programmabile, tale contatore essendo in grado di commutare il gruppo valvolare di sospensione dell'ero-60 gazione, mediante un comando elettrico, quando il valore di conteggio raggiunge quello programmato. 45 up to a continuous delivery, with the possibility of obtaining a very high adjustment fineness, that is, a very small unit volumetric difference. According to the invention, the aforementioned and other objects are achieved by means of a metering device of the type 50 initially defined and characterized in that the volumetric measuring means consists of a reel placed in the path of the water under pressure, directed to each individual group of the machine, and crossed by the water itself, to said reel being associated means for the detection, without contact, of each revolution or part of the revolution performed by the same and for the transformation of this detection into electrical impulses for driving a programmable counter, this counter being able to switch the suspension valve group of the hero-60 by means of an electric command, when the count value reaches the programmed value.

L'invenzione verrà ora più dettagliatamente descritta con riferimento al disegno allegato, in cui: The invention will now be described in more detail with reference to the attached drawing, in which:

la fig. 1 illustra uno schema del dispositivo, per l'ali-65 mentazione di un gruppo erogatore di caffè espresso. fig. 1 shows a diagram of the device for feeding an espresso coffee dispensing unit.

La fig. 2 è una sezione illustrante il dosatore volumetrico facente parte del dispositivo, la detta sezione è condotta lungo la linea spezzata II-II della Fig. 2 is a section illustrating the volumetric doser forming part of the device, said section is conducted along the broken line II-II of the

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fig. 3, rappresenta lo stesso dosatore in sezione secondo la linea III-III della figura 2, in una della sue possibili posizioni operative. Fig. 3, represents the same doser in section according to the line III-III of figure 2, in one of its possible operating positions.

La fig. 4 è una sezione corrispondente a quella della figura 3, illustrante il dosatore nell'altra sua posizione operativa. Fig. 4 is a section corresponding to that of Figure 3, illustrating the doser in its other operating position.

Il dispositivo secondo l'invenzione è applicato alla erogazione estemporanea di prefissate quantità o dosi di caffè espresso ed opera su un'apparecchiatura di tipo convenzionale, comportante, a valle di un condotto 10 di alimentazione dell'acqua della rete, un noto apparecchio addolcitore 12 che alimenta, tramite un condotto 10', una pompa 14 di pressurizzazione e di invio dell'acqua lungo una condotta 16, comprendente una valvola di ritegno 18 ed associata ad una valvola di espansione 20. La condotta 16 forma, a valle della valvola di espansione 20, uno scambiatore di calore 22 che attraversa una caldaia 24, in modo da riscaldare l'acqua fino alla temperatura voluta ed alimentare con la stessa un gruppo erogatore 28. Questo gruppo 28, mantenuto termicamente equilibrato tramite circolazione termosifonica 30, presenta una camera 32 nella quale opera una valvola schematizzata con 34 in grado di controllare da un lato l'arrivo di acqua calda dallo scambiatore 22 e dall'altro lato, in opposizione, una apertura di collegamento verso un tubo 36 di scarico della pressione residua. La camera 32 è collegata, tramite il condotto 38, ad una sede 40 alla quale viene applicata una coppa porta filtro 42 contenente una determinata quantità di caffè torrefatto e macinato. The device according to the invention is applied to the extemporaneous dispensing of predetermined quantities or doses of espresso coffee and operates on a conventional type of apparatus, comprising, downstream of a conduit 10 for feeding the network water, a known softener apparatus 12 which feeds, through a conduit 10 ', a pump 14 for pressurizing and sending the water along a conduit 16, comprising a check valve 18 and associated with an expansion valve 20. The conduit 16 forms, downstream of the expansion 20, a heat exchanger 22 which passes through a boiler 24, so as to heat the water to the desired temperature and feed a dispensing unit 28 with it. This group 28, kept thermally balanced by means of thermosiphonic circulation 30, has a chamber 32 in which a schematic valve 34 operates which is able to control the arrival of hot water from the exchanger 22 on one side and on the other side position, a connection opening towards a residual pressure relief tube 36. The chamber 32 is connected, through the duct 38, to a seat 40 to which a filter holder cup 42 is applied containing a certain quantity of roasted and ground coffee.

La preparazione della bevanda viene effettuata spostando la valvola 34 dalla posizione illustrata in fig. 1 alla posizione di chiusura dello scarico 36, in modo da alimentare l'acqua calda alla coppa portafiltro, e mantenendo la valvola 34 in questa posizione fino al completamento dell'erogazione della desiderata quantità o dose di bevanda. A questo punto, la valvola 34 viene riportata nella posizione iniziale, chiudendo l'ammissione di acqua e determinando lo scarico della pressione residua nella coppa portafiltro 42, nel condotto 38 e nella camera 32. The preparation of the drink is carried out by moving the valve 34 from the position shown in fig. 1 to the closed position of the drain 36, so as to feed the hot water to the filter holder cup, and keeping the valve 34 in this position until the delivery of the desired quantity or dose of beverage is completed. At this point, the valve 34 is returned to the initial position, closing the admission of water and causing the discharge of the residual pressure in the filter holder cup 42, in the duct 38 and in the chamber 32.

Per l'effettuazione di questa operazione di erogazione con programmazione esatta della dose ogni volta erogata, viene utilizzato il dispositivo secondo l'invenzione, essenzialmente costituito da un dosatore volumetrico 44 inserito nella condotta 16 di invio dell'acqua, preferibilmente a monte della caldaia 24, da un complesso contatore 46 controllato dal dispositivo 44, e da un mezzo 48 di comando elettrico della valvola 34. Il dosatore 44 è essenzialmente formato, come si rileva dalle figure 2 e 3, da una camera 50 nella quale viene fatta passare tutta la portata di acqua alimentata lungo la condotta 16, che entra attraverso un raccordo 52, dotato di ugello 54, ed esce attraverso un raccordo 56 collegato alla condotta 16. For carrying out this dispensing operation with exact programming of the dose each dispensed, the device according to the invention is used, essentially consisting of a volumetric doser 44 inserted in the water delivery pipe 16, preferably upstream of the boiler 24 , from a complex counter 46 controlled by the device 44, and from an electric control means 48 of the valve 34. The doser 44 is essentially formed, as can be seen from figures 2 and 3, from a chamber 50 in which the whole flow of water fed along the duct 16, which enters through a fitting 52, equipped with nozzle 54, and exits through a fitting 56 connected to the duct 16.

Nell'interno della camera 50 è montato un mulinello 58, liberamente rotante su un asse 60, in modo che le sue palette siano colpite dall'acqua e determinino una rotazione del mulinello ad una velocità angolare corrispondente alla velocità e quindi alla portata dell'acqua. A reel 58 is mounted inside the chamber 50, freely rotating on an axis 60, so that its blades are hit by water and cause the reel to rotate at an angular speed corresponding to the speed and therefore the water flow rate .

Il mulinello 58 porta uno o più magneti 62 rotanti con esso ed atti ad agire, ad ogni passaggio, su un relè reed o sensore induttivo 64, alloggiato in una separata camera 66 del dosatore 44, in modo da chiudere ed aprire un circuito elettrico controllato dal medesimo, inviando impulsi lungo questo circuito con una frequenza proporzionale alla velocità di rotazione del mulinello (e quindi alla portata dell'acqua) ed al numero di magneti 62 portati dal mulinello stesso. Il sistema di rilevazione citato potrebbe essere sostituito anche da altri sistemi di tipo in sé noto, ad esempio sistemi a fotocellula. The reel 58 carries one or more magnets 62 rotating with it and able to act, at each passage, on a reed relay or inductive sensor 64, housed in a separate chamber 66 of the metering device 44, so as to close and open a controlled electrical circuit. by the same, sending impulses along this circuit with a frequency proportional to the rotation speed of the reel (and therefore to the water flow) and to the number of magnets 62 carried by the reel itself. The aforementioned detection system could also be replaced by other systems of a type known per se, for example photocell systems.

In ogni caso, gli impulsi vengono inviati lungo le linee 68 e 70 dal dosatore 44 al dispositivo contatore 46, che si collega elettricamente alla pompa 14 ed al comando 48 della valvola 34, mediante un circuito elettrico il cui funzionamento verrà ora descritto. Il dispositivo contatore 46 comprende uno o più contatori, ad esempio due contatori 72 e 74, alternativamente azionabili ad esempio per una dose singola e per una dose doppia, nonché un relè 76 che controlla un circuito di alimentazione della pompa 14 e dell'elettrovalvola 48, 34. In any case, the pulses are sent along the lines 68 and 70 from the metering device 44 to the counter device 46, which is electrically connected to the pump 14 and to the control 48 of the valve 34, by means of an electric circuit whose operation will now be described. The counter device 46 comprises one or more counters, for example two counters 72 and 74, alternatively operable for example for a single dose and for a double dose, as well as a relay 76 which controls a supply circuit of the pump 14 and of the solenoid valve 48 , 34.

Ad ogni contatore è associato un pulsante 78 e rispettivamente 80, per determinare l'inizio del ciclo, tale pulsante determina la chiusura del circuito di eccitazione della bobina 82 del relè 76, della linea di alimentazione 84, alla linea 84', attraverso uno dei pulsanti 78 od 80, Each button is associated with a button 78 and 80 respectively, to determine the start of the cycle, this button closes the excitation circuit of the coil 82 of the relay 76, of the supply line 84, to the line 84 ', through one of the buttons 78 or 80,

alla corrispondente linea 86 od 88 e, attraverso un contatto interno al contatore 72 o 74, alla linea di uscita 90, alla bobina 82 e alla linea di ritorno 92. L'eccitazione della bobina 82 determina la chiusura del contatto 94 del relè 76, il quale mantiene eccitata la bobina 82 anche al rilascio del pulsante di avviamento 78 e 80, tramite la linea 96 ed un contatto, interno al contatore 72 o 74, di tale linea 96 con la linea 90. to the corresponding line 86 or 88 and, through an internal contact to the counter 72 or 74, to the output line 90, to the coil 82 and to the return line 92. The energization of the coil 82 causes the contact 94 of the relay 76 to close, which keeps the coil 82 energized even when the start button 78 and 80 is released, via the line 96 and a contact, inside the counter 72 or 74, of this line 96 with the line 90.

La chiusura del contatto 94 determina anche l'azionamento della pompa 14 tramite le linee 98 e 100, nonché l'apertura dell'elettrovalvola 48, 34 tramite le linee 102 e 104. Closing the contact 94 also determines the actuation of the pump 14 via the lines 98 and 100, as well as the opening of the solenoid valve 48, 34 via the lines 102 and 104.

Il conseguente passaggio dell'acqua attraverso la condotta 16 determina l'invio di impulsi lungo la linea 70 fino al contatore 72 o 74, che provvede a conteggiare gli impulsi, confrontando tale conteggio con un valore prestabilito impostato o impostabile sul medesimo e corrispondente alla dose desiderata. The consequent passage of the water through the conduit 16 determines the sending of impulses along the line 70 to the counter 72 or 74, which provides for counting the impulses, comparing this count with a predetermined value set or settable on the same and corresponding to the dose. desired.

Al raggiungimento di questo valore, viene interrotto nel contatore 72 o 74 il collegamento fra le linee 96 e 90, il che determina la diseccitazione della bobina 82 e l'apertura del contatto 94, con conseguente arresto della pompa 14 e spostamento della valvola 34 nella posizione illustrata in figura 1, per l'inizio di un nuovo ciclo. When this value is reached, the connection between lines 96 and 90 is interrupted in the counter 72 or 74, which causes the de-energization of the coil 82 and the opening of the contact 94, with consequent stopping of the pump 14 and movement of the valve 34 in the position shown in figure 1, for the start of a new cycle.

La programmazione della dose nei contatori 72 e 74 può essere effettuata sia con dosi fisse preregolate, in numero variante da 1 all'infinito in funzione delle necessità e del sistema di costruzione, sia con dose regolabile di caffè in caffè ad esempio con l'aiuto di un regolatore potenziometrico o simile. In ogni caso, la regolazione può essere resa molto fine, e cioè le differenze unitarie di dose possono essere rese molto piccole, semplicemente aumentando il numero dei magneti 62 nel dosatore 44, in modo da avere un impulso ad ogni passaggio di una quantità molto piccola di acqua nel dosatore 44. The dose programming in the counters 72 and 74 can be carried out both with pre-set fixed doses, in a number ranging from 1 to infinity depending on the needs and the construction system, and with an adjustable dose of coffee in coffee for example with the help of a potentiometric regulator or similar. In any case, the adjustment can be made very fine, i.e. the unit dose differences can be made very small, simply by increasing the number of magnets 62 in the dispenser 44, so as to have a pulse at each passage of a very small quantity of water in the dispenser 44.

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2 fogli disegni 2 drawings sheets

Claims (7)

631613631613 1. Dispositivo per il dosaggio automatico programmato della quantità e dose di bevanda prodotta da gruppi erogatori in macchine per caffè espresso, nei rispettivi singoli cicli operativi, mediante misurazione volumetrica progressiva dell'acqua alimentata a partire dall'istante iniziale del ciclo, ad intervento su un dispositivo valvolare di sospensione della erogazione, quando il valore misurato raggiunge quello programmato per la dose, caratterizzato dal fatto che il mezzo misuratore volumetrico (44) è costituito da un mulinello (58) posto nel percorso dell'acqua in pressione, diretta ad ogni singolo gruppo (28) della macchina, ed attraversato dall'acqua stessa, al detto mulinello essendo associati mezzi (62, 64) per la rilevazione, senza contatto, di ogni giro o frazione di giro compiuta dal medesimo e per la trasformazione di questa rilevazione in impulsi elettrici di azionamento di un contatore programmabile (72, 74), tale contatore essendo in grado di commutare il gruppo valvolare di sospensione dell'erogazione (34), mediante un comando elettrico, quando il valore di conteggio raggiunge quello programmato. 1. Device for the programmed automatic dosage of the quantity and dose of drink produced by brewing groups in espresso coffee machines, in the respective individual operating cycles, by means of progressive volumetric measurement of the water supplied starting from the initial moment of the cycle, with intervention on a valve device for suspending delivery, when the measured value reaches that programmed for the dose, characterized in that the volumetric measuring device (44) consists of a whirlpool (58) placed in the path of the pressurized water, directed to each single unit (28) of the machine, and crossed by the water itself, with said reel being associated means (62, 64) for the detection, without contact, of each revolution or part of the revolution performed by the same and for the transformation of this detection in electric impulses for activating a programmable counter (72, 74), this counter being able to switch the valve group suspension (34), by means of an electric command, when the count value reaches the programmed value. 2. Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la girante del mulinello (58) porta uno o più magneti (62) mediante i quali comanda la chiusura e l'apertura di almeno un contatto (64) disposto in posizione fissa rispetto alla girante ed inserito in un circuito elettrico di invio degli impulsi di conteggio al contatore. Device as claimed in claim 1, characterized in that the impeller of the reel (58) carries one or more magnets (62) by which it controls the closing and opening of at least one contact (64) arranged in a fixed position with respect to the impeller and inserted in an electrical circuit for sending counting impulses to the counter. 2 2 RIVENDICAZIONI 3. Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che alla girante del mulinello (58) è associato un sistema fotoelettrico per la formazione e l'invio di impulsi di conteggio ad ogni giro o frazione di giro della girante stessa. Device as claimed in claim 1, characterized in that a photoelectric system is associated with the impeller of the reel (58) for the formation and sending of counting pulses at each revolution or part of the revolution of the impeller itself. 4. Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il gruppo valvolare (34, 48) ed il gruppo pompante (14) dell'acqua sono comandati elettricamente attraverso un circuito controllato da un contatto a relè (76), la cui bobina (82) è mantenuta eccitata attraverso il detto contatore (72, 74) e viene diseccitata al raggiungimento del conteggio programmato. Device according to claim 1, characterized in that the valve group (34, 48) and the pumping unit (14) of the water are electrically controlled through a circuit controlled by a relay contact (76), the coil of which ( 82) is kept energized through said counter (72, 74) and is de-energized upon reaching the programmed count. 5. Dispositivo come alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che al detto circuito è associato un comando (78, 80) di inizio del ciclo, determinante l'eccitazione della bobina (82) del relè e l'azzeramento del contatore (72, 74). Device as in claim 4, characterized in that a cycle start command (78, 80) is associated with said circuit, causing the relay coil (82) to be energized and the counter to reset (72, 74). ). 6. Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il mulinello (58) è disposto a monte dello scambiatore di calore (22) per il riscaldamento dell'acqua da erogare. Device according to claim 1, characterized in that the reel (58) is arranged upstream of the heat exchanger (22) for heating the water to be dispensed. 7. Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere due o più contatori in parallelo (72, 74) per il controllo dell'erogazione di ogni singolo gruppo. Device as in claim 1, characterized in that it comprises two or more meters in parallel (72, 74) for controlling the delivery of each individual group.