ES2907932T3 - Dispositivo para la preparación de una bebida por centrifugación - Google Patents

Abstract

Dispositivo para preparar una bebida a partir de un ingrediente de bebida contenido en un receptáculo (17) mediante la centrifugación del receptáculo, el cual comprende: - una pieza de sujeción (16) la cual se encuentra configurada para sujetar el receptáculo en una posición que permita su accionamiento en rotación a lo largo de un eje longitudinal de rotación (I), - una parte de interacción con el líquido, (8) la cual se encuentra configurada para acoplarse contra el receptáculo (17) y para suministrar agua en el receptáculo y / o extraer la bebida del receptáculo, - una parte colectora (44) para recoger la bebida obtenida por la interacción entre el ingrediente y el agua en el receptáculo, en donde, la parte de sujeción y la parte de interacción con el líquido (8, 16) se encuentran conectadas entre sí por medios de conexión de tal forma que estas partes (8, 16) giran conjuntamente con el receptáculo durante la centrifugación, en donde, los medios de conexión comprenden por lo menos una primera superficie de acoplamiento (48; 86) de la parte de sujeción (16) y una segunda superficie de acoplamiento (23; 87) de la parte de interacción con el líquido (8) en contacto entre sí durante la conexión de una manera que se evita que la parte de sujeción (16) y la parte de interacción con el líquido (8) se separen la una con respecto a la otra, por lo menos en la dirección axial de rotación (I), y los medios de conexión que comprenden de una forma adicional por lo menos una masa de inercia (20, 21 , 31; ) dispuesta para conectarse de una forma móvil a por lo menos una de las partes (8, 16) con por lo menos un grado de libertad en por lo menos una dirección radial para permitir que las fuerzas de acoplamiento aumenten entre las dos superficies de acoplamiento como un resultado del aumento de las fuerzas centrífugas, caracterizado por el hecho de que la parte de interacción con el líquido (8) comprende medios (35) para inyectar líquido en el centro del receptáculo (17).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo para la preparación de una bebida por centrifugación

SECTOR DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere al sector de la preparación de una bebida por centrifugación. De una forma particular, ésta se refiere a un dispositivo para preparar una bebida tal como café, mediante el uso de centrifugación, para preparar y extraer la bebida de un receptáculo.

La preparación de una bebida usando centrifugación, es conocida. El principio consiste principalmente en proporcionar un ingrediente de bebida en un receptáculo, introduciendo líquido en el receptáculo y haciendo girar el receptáculo en cuestión a una velocidad elevada para garantizar la interacción del líquido con la materia en polvo mientras se crea un gradiente de presión de líquido en el receptáculo; aumentando gradualmente dicha presión desde el centro hacia la periferia del receptáculo. A medida que el líquido atraviesa el lecho de café, tiene lugar la extracción de los compuestos del café y se obtiene un extracto líquido el cual sale por la periferia del receptáculo. El documento de patente internacional WO 2008 / 148601 describe un posible ejemplo de un dispositivo el cual utiliza dicho principio en donde, el receptáculo, es una cápsula sellada la cual se abre antes de su uso. Se introduce agua caliente en el centro de la cápsula a través de una parte de interacción (interfaz) con el agua la cual comprende un inyector de agua alineado en el eje de rotación. El receptáculo se mantiene en un porta-cápsulas el cual gira por mediación de un motor giratorio. Tanto la parte de interacción con el líquido como la parte de sujeción de la cápsula se encuentran montadas sobre cojinetes de rodillos. La bebida se extrae de la cápsula mediante una pluralidad de agujas periféricas las cuales crean aberturas a través de una tapa del receptáculo. A medida que la cápsula se centrifuga sobre su eje de rotación, el agua caliente atraviesa el ingrediente de la bebida, interactúa con él para producir un extracto líquido y el extracto líquido resultante atraviesa, bajo el efecto de las fuerzas centrífugas, las aberturas periféricas y se proyecta contra una pared de impacto del colector. El extracto líquido, que constituye así, de este modo, la bebida, se drena a continuación a través de un conducto de bebida del dispositivo y se recoge en un receptáculo tal como el consistente en una taza.

Los documentos de patente universal WO 2008 / 148646 y WO 2008 / 148650 describen de una forma adicional un dispositivo de preparación de bebidas, en donde, se crea una restricción de flujo aguas abajo del receptáculo, de una forma particular una cápsula, tal como, por ejemplo, mediante un sistema de válvula que se abre o se agranda bajo la presión creada por el líquido centrifugado que sale del receptáculo. El sistema de válvula puede encontrarse formado por una parte de restricción móvil del dispositivo el cual se empuja elásticamente contra una porción del borde de la cápsula.

El documento de patente estadounidense US 5566605 se refiere a una célula de extracción de tipo centrífugo el cual tiene una junta de sellado deformable para máquina de preparación de bebidas calientes. La célula en cuestión, comprende un tambor y una tapa de cobertura, la cual define con el tambor un volumen interno. La tapa de cobertura, se encuentra unida al tambor mediante orejetas de fijación las cuales encajan en rampas.

El documento de solicitud de patente estadounidense US 2003 / 0 052 206 A1 se refiere a un dispositivo para accionar una herramienta para un aparato de procesado de alimentos. El aparato procesa los alimentos emplazados en éste, de una forma particular, mediante prensado, cortado, rallado o rebanado. Éste se refiere de una forma particular a un exprimidor de frutas y verduras o a un exprimidor de cítricos, un rallador o un disco para cortar verduras. El dispositivo comprende una cesta conectada a una parte de base. La parte de base, se encuentra montada alrededor de un cabezal de accionamiento. La conexión entre la pieza de base y el cabezal de accionamiento se obtiene mediante por lo menos dos espárragos del cabezal los cuales pueden moverse bajo las fuerzas centrífugas hacia un refuerzo periférico de la pieza de base. También se encuentra provista, así mismo, una membrana elástica anular para devolver los espárragos a su posición retirada cuando no interviene la fuerza centrífuga. No obstante, la presente invención trata simplemente de la conexión rápida de una herramienta rotativa, de una forma más específica, una cesta de extracción de frutas o verduras en un cabezal de accionamiento. De una forma particular, la cesta se encuentra esencialmente abierta y no se acopla con una parte de interacción con el líquido. De una forma particular, no existe presión de líquido centrifugado (tal como, por ejemplo, jugo de frutas) involucrado, el cual actúe directa o indirectamente sobre la conexión de las partes giratorias.

El documento de patente estadounidense US 4700621 también se refiere a un acoplamiento de desconexión rápida para aparatos de alta velocidad, tal como un extractor de jugo, en donde, se encuentra conectada una cesta, positivamente, para girar y que se encuentra axialmente acoplada a un conjunto impulsor sin ajuste mecánico. En los dispositivos de preparación de bebidas correspondientes a la técnica anterior, la parte de interacción (interfaz) con el agua, la cual suministra agua al receptáculo y la parte de sujeción que sostiene el receptáculo son giratorias a lo largo de las partes del bastidor del dispositivo las cuales se encuentran afianzadas entre sí mediante un mecanismo de cierre, tal como un sistema del tipo bayoneta o similar. La parte de sujeción se encuentra montada por lo general sobre una pieza del bastidor, mediante por lo menos un cojinete de rodillos. La parte de interacción (interfaz) con el líquido también es generalmente parte de una parte del marco también montada a lo largo de por lo menos un cojinete de rodillos. Cuando el dispositivo gira a alta velocidad durante la centrifugación, la presión del extracto líquido crea fuerzas axiales y radiales importantes en las partes giratorias las cuales tienden a separar estas partes giratorias.

Un problema de los dispositivos de preparación de bebidas correspondientes a la técnica anterior reside en la dificultad de proporcionar un cierre del dispositivo alrededor del receptáculo el cual resista adecuadamente las fuerzas axiales y radiales creadas por la presión centrífuga del líquido. La presión centrífuga del líquido tiende a empujar la parte de interacción con el líquido en la apertura y se transmite a la conexión de las partes. Para mantener un cierre suficiente de las partes que resista la presión centrífuga, normalmente se requiere un sistema de cierre complejo el cual cree largas cadenas de tolerancia para la sujeción y el acoplamiento con precisión en el receptáculo, De una forma adicional, debido a la presión hidrostática presente en el receptáculo giratorio, las fuerzas axiales tienden a proporcionar cargas excesivas sobre los medios de soporte esenciales del dispositivo, tales como los cojinetes de rodillos. Como resultado de ello, los rodamientos y otras piezas mecánicas de soporte de carga del dispositivo pueden desgastarse prematuramente. Con objeto de evitar estos problemas, el dispositivo debe hacerse más robusto, pero esto repercute en el costo del dispositivo.

La presente invención tiene como objetivo resolver los problemas anteriormente mencionados, arriba.

Para ello, la presente invención se refiere a un dispositivo en concordancia con la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes desarrollan de una forma adicional la presente invención.

La invención se refiere a un dispositivo para preparar una bebida a partir de un ingrediente de bebida contenido en un receptáculo tal como se reivindica en la reivindicación 1.

Así, por lo tanto, contrariamente a los dispositivos anteriores, el dispositivo de la presente invención proporciona una conexión de cierre entre las partes giratorias clave del dispositivo la cual se fortalece mediante el efecto de las fuerzas centrífugas. Las fuerzas de acoplamiento entre las partes aumentan con las fuerzas centrífugas para vencer las fuerzas de apertura que tienden a forzar a las partes a abrirse bajo el efecto del líquido centrifugado en el receptáculo y, de una forma particular, que actúa contra la parte de interacción (interfaz) con el líquido.

De una forma particular, el dispositivo se encuentra dispuesto de tal manera que el receptáculo se mantenga entre la parte de sujeción y la parte de interacción con el líquido. La parte de interacción con el líquido se encuentra dispuesta para acoplarse contra el receptáculo cuando el receptáculo se sujeta en la parte de sujeción. La parte de interacción con el líquido se somete así, de este modo, a un gradiente de presión del líquido en el receptáculo. Así, de este modo, la invención asegura el hecho de que la conexión resista dicha presión y que la parte de interacción con el líquido permanezca acoplada con el receptáculo durante la extracción de la bebida.

En concordancia con un aspecto de la invención, la por lo menos una masa de inercia se encuentra unida de forma móvil en un conjunto de montaje deslizante o giratorio con una de las partes de interacción con el líquido o parte de sujeción. Así, por ejemplo, la masa de inercia puede consistir en parte o en la totalidad de un pasador de acoplamiento o un elemento de acoplamiento. Dicho pasador de acoplamiento o miembro de acoplamiento de una parte, se acopla a por lo menos una porción ahuecada (rebaje) de la otra parte.

Las superficies de acoplamiento de las dos partes del dispositivo son tales que éstas se extienden por lo menos en una dirección de las partes la cual se encuentra inclinada o curvada con respecto a la dirección axial de rotación o giro. Como resultado de ello, las fuerzas centrífugas generan una componente de fuerzas en la dirección axial la cual se aplica a las superficies de acoplamiento para aumentar la conexión entre las partes durante las operaciones centrífugas.

De una forma preferible, la primera superficie de acoplamiento forma parte, respectivamente, de por lo menos un miembro protuberante (que sobresale) y la segunda superficie de acoplamiento, es parte de por lo menos un miembro ahuecado (de rebaje) para formar conjuntamente un acoplamiento mutuo de los medios de conexión o, viceversa, siendo parte, la primera superficie de acoplamiento, de por lo menos un miembro ahuecado (de rebaje) y siendo parte, la segunda superficie acoplamiento, de por lo menos un miembro protuberante (que sobresale), para formar conjuntamente un acoplamiento mutuo de seguridad (de bloqueo por de pestillo), de los medios de conexión. El elemento protuberante, puede encontrarse formado por una pluralidad de pernos o pasadores) accionados elásticamente los cuales se extienden en diferentes direcciones radiales y que se acoplan mediante por lo menos un rebaje o ahuecado de la otra parte. De una forma preferible, los pasadores accionados elásticamente, penetran, en acoplamiento de bloqueo, en una ranura circunferencial de la parte de sujeción de la cápsula.

De una forma general, los pernos, se guían hacia el interior de alojamientos proporcionados en la parte de interacción con el líquido. Puede encontrarse alojado un medio de accionamiento (carga) de resorte, tal como un resorte helicoidal, en un rebaje o ahuecado entre una superficie de tope de cada alojamiento y el pasador. Tal tipo de disposición constituye, en combinación con el rebaje o ahuecado de la otra parte, un pestillo.

En general, cada pasador accionado elásticamente puede formar, soportar o encontrarse vinculado a la masa de inercia. En una forma preferida, el elemento protuberante, tal como, por ejemplo, un pasador o perno, constituye por sí mismo la masa de inercia. Con esta finalidad, el pasador se encuentra fabricado a base de un material de alta densidad tal como un metal. Así, por ejemplo, el pasador está fabricado a base de acero, de cobre, de latón, de plomo, etc.

En otra alternativa, la masa de inercia puede ser un elemento separado que coopere en el acoplamiento con el miembro protuberante. Éste también puede ser un elemento el cual se encuentre unido al miembro protuberante a través de una conexión mecánica.

De una forma particular, los medios de inyección de líquido pueden encontrarse formados por una aguja hueca la cual perfore una tapa del receptáculo o que penetre a través de una entrada formada en la tapa del receptáculo. Los medios de inyección de líquido también pueden ser los consistentes en una boquilla que se ajuste alrededor de una entrada del receptáculo.

La parte de interacción con el líquido también puede comprender medios para extraer la bebida del receptáculo. Los medios de extracción de la bebida pueden comprender una serie de miembros de perforación para perforar aberturas de salida en una pared superior del receptáculo. Los miembros de perforación pueden ser pequeños miembros cónicos o piramidales distribuidos a lo largo de un patrón circular de la parte de interacción con el líquido. Estos miembros pueden proporcionar perforaciones a través de una tapa de cobertura del receptáculo. La tapa de cobertura en cuestión, puede ser una membrana hermética a los gases, una membrana porosa, una red, un papel de filtro o combinaciones de entre éstos. De una forma posible, una parte del espesor de la tapa de cobertura puede resistir la perforación de los miembros.

Para controlar la presión centrífuga creada por el extracto líquido en el receptáculo, el dispositivo comprende una válvula de restricción de flujo la cual comprende una parte de presión que se acopla con una parte o porción del borde del receptáculo. Dichos medios de válvula y su función se describen, por ejemplo, en el documento de patente universal WO 2008 / 148646 . La función de la válvula es esencialmente la de proporcionar una contrapresión la cual permita controlar el tiempo de residencia del líquido en el receptáculo y controlar el caudal del líquido centrifugado que sale del receptáculo.

La parte de presión del dispositivo se acopla de una forma preferible con una porción del borde del receptáculo bajo la carga de un medio de accionamiento elástico, en donde, durante la centrifugación, la parte de presión de la parte de interacción con el líquido, se aleja de la porción del borde del receptáculo por la presión creada por la bebida centrifugada sobre la válvula, cuando se ha alcanzado una velocidad de rotación suficiente, para crear por lo menos un paso de flujo entre la parte de presión y la porción del borde del receptáculo. El receptáculo puede seleccionarse de entre los que tienen una porción de borde de un grosor particular, de tal modo que la válvula se encuentre determinada por la restricción previa que establece el grosor seleccionado de la porción de borde cuando se acopla contra la porción de presión. De una forma típica, cuanto mayor sea el espesor, mayor es la restricción previa sobre los medios de válvula y mayor es la velocidad de rotación necesaria para un caudal dado. El principio de dicho control de válvula se describe con más detalle en la Documento de solicitud de patente europea n° 09 178400.9 titulado: "Sistema de cápsulas para preparar una bebida por centrifugación". Como una ventaja de la presente invención, el flujo de la bebida controlado a través de la válvula de restricción de flujo, se puede controlar de una forma más fiable.

En un modo posible, los medios de conexión se encuentran situados por encima del receptáculo. En tal modo, la parte de sujeción puede comprender aberturas de paso a través, radiales, situadas sustancialmente al mismo nivel que la porción del borde del receptáculo para permitir que el líquido centrifugado atraviese la parte de sujeción antes de que impacte en una pared de la parte colectora que rodea a la parte de sujeción.

De una forma adicional, el dispositivo puede comprender un conjunto de montaje de autoalineación dispuesto con una de las partes de interacción con el líquido, o de sujeción; comprendiendo, dicha disposición, medios elásticos entre un cojinete del eje giratorio de la pieza y un bastidor. Este conjunto de montaje de montaje de autoalineación corrige elásticamente la desalineación entre las piezas giratorias en el cierre. Éste también participa de la flexibilidad y eficiencia del dispositivo de cierre en sinergia con los otros medios de conexión.

El dispositivo comprende de una forma adicional un mecanismo de accionamiento de cierre para operar el acoplamiento de la conexión entre la parte de interacción con el líquido y la parte de sujeción para guiar y mover por lo menos una de dichas partes con respecto a la otra desde una posición de apertura en la que las partes se encuentran suficientemente separadas entre sí, para permitir emplazar el receptáculo en la parte de sujeción hasta una posición de cierre en la que es posible el acoplamiento de los medios de conexión. Los medios de accionamiento del cierre también se encuentran dispuestos para llevar a cabo la apertura de la pieza para permitir la extracción del receptáculo del dispositivo. Dicho mecanismo de accionamiento del cierre, puede ser un sistema de leva, un sistema de cierre rotativo del tipo bayoneta o un medio de articulación o un medio hidráulico o un mecanismo del tipo de husillo motorizado, o una combinación de estos sistemas.

El receptáculo es de una forma preferible una cápsula el cual contiene una dosis de un ingrediente de bebida. La cápsula puede comprender un cuerpo en forma de copa que comprende una pared lateral que se ensancha, una porción de borde que sobresale hacia fuera y una tapa que cubre dicho cuerpo. La porción del borde se encuentra diseñada para insertarse entre la parte de sujeción de la cápsula y la parte de interacción con el líquido. De una forma particular, la porción de borde se encuentra acoplada mediante una porción de presión de la válvula de restricción de la parte de interacción con el líquido, en un lado, y se mantiene en la parte de sujeción, en el otro lado. El término "cápsula" se refiere a cualquier receptáculo flexible, rígido o semirrígido que contiene un ingrediente de bebida. La cápsula es separable del dispositivo de la invención y de una forma típica, ésta se desecha después de su uso en el dispositivo (tal como, por ejemplo, siendo ésta reciclada, compostada o incinerada). Otros sinónimos de cápsula son: "vaina", "almohadilla", "cartucho" o "bolsita". La cápsula puede ser de un solo uso. El usuario también puede llenar el receptáculo con el ingrediente para preparar una cápsula justo antes del uso.

El ingrediente de la bebida puede ser cualquier alimento o ingrediente de bebida apropiado que proporcione una bebida o alimento líquido cuando éste interactúa con un líquido, de una forma particular, agua caliente. De una forma particular, el ingrediente de la bebida se elige de entre el grupo formado por: café tostado y molido, café soluble, café verde, té en hoja, té soluble, tisana, achicoria, cacao, leche, sopa en polvo, una fórmula infantil y combinaciones de entre éstos. De una forma preferible, el ingrediente de la bebida se trata esencialmente de café tostado y molido, en polvo.

La referencia a las direcciones axial y radial se hace generalmente en la presente descripción con relación al eje longitudinal de rotación de las partes giratorias o receptáculo. Una dirección axial se refiere a una dirección alineada o paralela a dicho eje. Una dirección radial se refiere a cualquier dirección posible que sea perpendicular a dicho eje. Características, ventajas y objetos adicionales de la presente invención resultarán evidentes a la luz de la descripción detallada que se facilita abajo, a continuación, de las formas preferidas de presentación, cuando éstas se toman conjuntamente con las figuras de los dibujos adjuntos.

La Figura 1 representa un dispositivo de la presente invención en estado cerrado de la unidad de infusión.

La Figura 2 representa una vista parcial en despiece del dispositivo con el receptáculo contenido en éste de la Figura 1.

La Fig. 3 representa una vista parcial en sección transversal del dispositivo, cuando está cerrado alrededor de un receptáculo del dispositivo de la invención.

La Figura 3A es un detalle de la vista de la Fig. 3.

La Figura 4 representa una vista en perspectiva del dispositivo de la invención.

La Figura 5 representa un detalle del dispositivo de la presente invención a lo largo de la sección transversal A - A, de una forma particular, un módulo compatible del dispositivo que asegura la alineación de las diferentes partes del dispositivo.

Las figuras 6 a 9 representan una ilustración esquemática de una variante de la unidad de infusión que muestra la etapa de conexión diferente de la parte de interfaz y retención de líquido.

A continuación, se describe una primera forma de presentación con relación con las Figuras 1 a 4 a modo de ejemplo.

El dispositivo 1 de la invención comprende de una forma general, tal como se conoce “per se” una unidad de infusión centrífuga 2 para recibir y centrifugar un receptáculo tal como una cápsula extraíble 17 la cual se describirá con mayor detalle más adelante. La unidad de preparación centrífuga se encuentra diseñada para preparar una bebida tal como el café, a partir de un ingrediente de la bebida contenido en el receptáculo y del agua inyectada en el receptáculo. El agua inyectada interactúa de una forma completa (tal como, por ejemplo, mediante mezclado) con el ingrediente de la bebida y, en virtud de las fuerzas centrífugas, se obtiene un extracto de bebida el cual se ve obligado a abandonar el receptáculo por su periferia. La unidad 2 se coloca en comunicación líquida con una línea de suministro de líquido 3 destinada a suministrar un líquido calentado, de una forma preferible agua, desde un depósito 4 a la unidad 2. El líquido circula a través de la línea 3 mediante una bomba 5. La bomba 5 puede ser de cualquier tipo adecuado tal como, por ejemplo, una bomba de pistón, una bomba de diafragma o una bomba peristáltica. Se proporciona un calentador 6 a lo largo de la línea de suministro de líquido para calentar el líquido a una temperatura superior a la temperatura ambiente. La temperatura puede variar dependiendo de la bebida a extraer. Por ejemplo, para el café, el agua se puede calentar a una temperatura comprendida entre 70 y 100 grados centígrados.

La unidad de preparación 2 comprende dos partes giratorias conectadas entre sí, de una forma particular, una parte de interacción con el líquido, 8, y una parte de sujeción inferior 16. Las dos partes se encuentran diseñadas para sujetar un receptáculo, tal como una cápsula que contiene un ingrediente de bebida. El dispositivo comprende de una forma adicional un medio de accionamiento giratorio, tal como un motor giratorio 86, el cual se encuentra acoplado a una de las partes giratorias del módulo de preparación, tal como la parte de sujeción 16, a través de un medio de acoplamiento 7 (no detallado mecánicamente aquí a efectos de simplificación). Las partes giratorias se encuentran dispuestas a modo de cierre a lo largo de un eje longitudinal de rotación "I". Debe tomarse debida nota en cuanto al hecho de que el eje de rotación "I" no es necesariamente vertical, sino que éste puede encontrarse inclinado en un cierto ángulo con respecto a la vertical. También se encuentra provisto, así mismo, una unidad de control 50 para controlar la operación de preparación, de una forma particular, la velocidad de control del motor 86, la temperatura del líquido proporcionada por el calentador, y otras operaciones tales como el caudal de flujo y la cantidad de líquido suministrada por la bomba.

Tal como es más particularmente visible en la Figura 2, la parte de interacción con el líquido, 8 se encuentra soportada en un bastidor superior 9 a través de un conjunto de rodamientos de rodillos y, la parte de sujeción inferior 16 también se encuentra soportada por un conjunto de rodamientos de rodillos. La parte de interacción con el líquido, 8, se encuentra montada en el bastidor superior 9 a través de un cojinete de rodillos 10 y bajo la fuerza de un medio de accionamiento elástico 11 insertado entre el bastidor y el cojinete. El bastidor 9 comprende un alojamiento interior 12 de sección transversal reducida, el que recibe un resorte helicoidal 11 que constituye el medio de accionamiento elástico. El resorte 11 presiona sobre un anillo 13 emplazado junto al cojinete 10. El resorte 11 actúa para compensar los juegos y tolerancias durante el cierre del dispositivo en la dirección axial. La parte de interacción (interfaz) con el líquido, comprende, de una forma adicional, una placa de base, 14, la cual comprende una porción central diseñada para acoplarse a través del lado interior del cojinete de rodillos 10, mientras que el lado exterior del cojinete, encaje con en el alojamiento 12. Sobre el lado inferior de la unidad de elaboración por infusión, se encuentra dispuesto un bastidor 15, para recibir la pare de alojamiento 16, la cual pretende soportar la cápsula 17. La parte de sujeción 16, se encuentra rotacionalmente montada a través del bastidor inferior 15, por mediación de un cojinete de rodillos 18, el cual encaja en el alojamiento inferior 19 de la sección transversal reducida del bastidor inferior.

La cápsula 17 la cual contiene un ingrediente de bebida se encuentra dispuesta entre las dos partes giratorias 8, 16. La cápsula se encuentra diseñada y dimensionada para sostenerse por la parte de sujeción 16 y engranarse desde la parte superior, mediante la interacción con el líquido, 8. La cápsula comprende un cuerpo que tiene un fondo 34, una pared lateral que se ensancha 39 la cual se extiende hacia fuera mediante una porción del borde 38. Una pared superior 37, tal como una tapa de cobertura, cubre el cuerpo. La tapa puede ser la consistente en una membrana estanca a los gases y / o una pared porosa.

La parte de interacción con el líquido, 8, comprende un inyector 35 el cual se encuentra diseñado para inyectar líquido en la cápsula 17. El inyector puede estar formado por un tubo que atraviesa la placa de base 14 y termina en una punta perforante. En su extremo superior, el inyector se encuentra en comunicación de líquido con la línea de suministro de líquido 3. Pueden encontrarse provistos medios de control de líquido adicionales tales como una válvula de retención, antes de la punta. En la periferia de la superficie inferior de la parte de interacción con el líquido, se encuentra ubicada una serie de medios de extracción de bebidas 36 diseñados para perforar la pared superior 37 de la cápsula, en múltiples zonas, para proporcionar múltiples salidas de bebidas. Las salidas periféricas se crean así en la pared superior 37 cerca del borde 38 de la cápsula en donde las fuerzas centrífugas son más altas. De una forma alternativa, podría contemplarse el proporcionar salidas en la pared lateral 39 de la cápsula o en ambas, tanto la pared superior 37 como la pared lateral 39 de la cápsula. Las salidas también podrían prefabricarse en la cápsula antes de la inserción de la cápsula en el dispositivo. También podría contemplarse que el borde esté formado como una pluralidad de salidas para el líquido centrifugado.

Tal como resulta evidente a raíz de las Figuras 3 y 3A, puede encontrarse provisto, de una forma adicional, un medio de válvula 40 tal como se describe en el documento de patente internacional WO 2008 / 148646 para crear una restricción de flujo o del tipo venturi entre el borde 38 de la cápsula 17 y una porción de presión 41 accionada por resorte de la parte de interacción con el líquido. La parte 41 puede consistir, por ejemplo, en una lengüeta anular de caucho o de plástico la cual se encuentra montada en un rebaje circunferencial 42 de la placa de base. La lengüeta se impulsa en la dirección axial "I" por mediación de un elemento 43 de accionamiento por resorte. El elemento 43 puede consistir en cualquier resorte adecuado, tal como una cuchilla elástica. El resorte central 11 tensiona adicionalmente los medios de válvula. Debe tomarse debida nota, en cuanto al hecho de que la porción de presión 41 y el elemento de accionamiento por resorte, 43, podrían encontrarse formados como un elemento integral. Así, por lo tanto, el borde 38 de la cápsula forma la parte fija de los medios de válvula y la porción de presión 41 accionada por resorte, forma la parte móvil que se aleja del borde bajo la presión hidráulica del líquido centrifugado. No obstante, esto también podría consistir en lo contrario. Así, por ejemplo, el borde de la cápsula podría encontrarse formado por una parte la cual se ve forzada a abrirse bajo la fuerza de un medio elástico posicionado en el borde, o por debajo de éste. En otra alternativa, los medios de válvula podrían encontrarse completamente integrados en la cápsula tal como se describe en el documento de patente internacional WO 2008 / 148601.

La parte de sujeción 16 comprende una parte de soporte del borde 60 la cual forma un escalón de la parte y una pared lateral superior 29 la cual se extiende hacia arriba desde la parte 60. La parte de soporte 60 se encuentra configurada para soportar firmemente por lo menos una porción del borde 38 de la cápsula. De una forma adicional, se encuentran provistas múltiples aberturas 61 a través de la pared lateral 29 sustancialmente al mismo nivel de los medios de válvula para asegurar el hecho de que la bebida centrifugada pueda atravesar la parte giratoria inferior 16. Estas aberturas podrían tener diferentes formas, tal como formas circulares u oblongas. También pueden ser ranuras alargadas.

En el bastidor 15 también se encuentra provisto un colector 44 para recibir la bebida centrifugada que sale de la cápsula y que pasa a través de los medios de válvula 40 y las aberturas 61. El colector comprende una pared anular en forma de U la cual se encuentra situada entre el bastidor inferior 15 y la parte de sujeción 16. En su lado externo, la pared se extiende hacia arriba más allá del nivel de las aberturas 61 para formar una pared de impacto para el líquido centrifugado que sale de la cápsula. El colector se extiende de una forma adicional en una porción angular de la pared por una salida de la bebida, 46. Dicha salida atraviesa una abertura 47 la cual se encuentra provista en el bastidor inferior 15. Así, por lo tanto, durante la centrifugación, la bebida se recoge en el colector 44 y se drena a través de la salida para llenar un receptáculo (tal como, por ejemplo, una taza) posicionado por debajo de la salida.

En concordancia con un aspecto general de la invención, la parte de interacción con el líquido, 8, y la parte de sujeción 16, que son ambas partes giratorias del dispositivo, se encuentran conectadas entre sí por medios de conexión. Los medios de conexión de las partes giratorias 8, 16, de una forma preferible, forman conjuntamente un medio de bloqueo del tipo pestillo o cerrojo. Tal como se discutirá de una forma más particular abajo, a continuación, los medios de bloqueo comprenden por lo menos un elemento de bloqueo el cual forma parte o se encuentra vinculado a por lo menos una masa discreta de inercia, la cual, en cierta medida, es susceptible de poderse mover hacia el exterior bajo el efecto de la centrifugación y que por lo tanto puede aumentar las fuerzas de bloqueo del elemento de bloqueo, en tales condiciones.

En el modo ilustrado de la invención, el dispositivo comprende una serie de pestillos de bloqueo, los cuales incluyen pasadores 20, 21, delimitando cada de ellos uno una superficie de acoplamiento 23, tal como una superficie de forma redondeada. De una forma más precisa, en la forma ilustrada, se encuentran distribuidos cuatro pestillos en la periferia de las partes a 90 grados (Figura 4). Los pasadores se encuentran alojados en alojamientos 24 de la pieza 8, de una forma más concreta, situados a través de la pared periférica 46 de la placa de base 14. Los pasadores y alojamientos, de una forma preferente, se encuentran orientados radialmente a lo largo de la pieza. De una forma adicional, los pasadores se encuentran distribuidos en diferentes ubicaciones radiales de la pieza para proporcionar una conexión segura entre las dos piezas giratorias. Se encuentra insertado un medio elástico 25 el cual se inserta entre el pasador y una superficie trasera protuberante (de tope) 26 del alojamiento de tal forma que éste se desvíe elásticamente cuando se empuja radialmente hacia la parte interior, durante la operación de conexión. De una forma más particular, el pasador tiene una parte delantera mayor 31, un escalón 32 y una parte trasera 33 de menor sección transversal que penetra a través de una abertura de la superficie protuberante 26 y que se acopla con un anillo de retención 27. La parte delantera mayor 31 forma una masa significativa de inercia para el pasador. El medio elástico 25, de una forma preferible, un resorte helicoidal, se monta alrededor de la parte trasera 33 del pasador y se apoya, por un lado, contra el escalón 32 del pasador y, por el otro lado, contra la superficie protuberante 26 de la carcasa. El anillo de retención 27 mantiene el control de una parte del pasador en el alojamiento.

En el lado interior de la parte de sujeción 16, los medios de bloqueo comprenden de una forma adicional un rebaje periférico tal como un surco o ranura 28. El surco tiene una forma complementaria y se extiende circunferencialmente en la superficie tubular interna 47 de la pared lateral 49 de la parte de sujeción para engranarse mediante la pluralidad de pasadores. La ranura se proporciona de una forma más precisa en la superficie interior 47 por encima del nivel del receptáculo 17 cuando el receptáculo está colocado en su lugar en la parte de sujeción. La ventaja de un rebaje continuo 28 reside en el hecho de que, la parte de interacción con el líquido 8 no requiere necesariamente una orientación específica durante la operación de conexión.

Las Figuras 3 y 3A muestran el dispositivo cuando la parte de interacción con el líquido 8 se encuentra conectada a la parte de sujeción 16 por medio de los pasadores que se encuentran acoplados en la ranura o surco 28 de la parte de sujeción. Se proporciona una superficie de retención cóncava 48 de la ranura la cual se acopla con la superficie convexa complementaria 23 del pasador. La superficie de retención curvada 48 de la ranura se extiende hacia arriba y hacia el interior y se acopla en la superficie curvada complementaria 23 del pasador. Cuando el dispositivo se encuentra emplazado en las condiciones de preparación tal como se ilustra en la Fig. 3, la cápsula 17 se acciona en rotación por las dos partes 8, 16 cerradas por los medios de bloqueo. En la cápsula se crea una presión hidráulica dinámica, aumentando progresivamente dicha presión desde el eje central I hacia la periferia tal como ilustra la curva de presión 30. Esta presión hidráulica alcanza un valor máximo en el punto más periférico de la cápsula. La presión se ejerce sobre la parte de interacción con el líquido en la dirección axial para abrir los medios de válvula 40 que proporcionan la trayectoria o vía de flujo restringido para la bebida centrifugada. Así, por ejemplo, el medio de válvula 40 se abre cuando se alcanza un umbral de presión aguas arriba del medio de válvula, tal como, por ejemplo, de un valor de varios bar. La apertura se lleva a cabo desviando hacia arriba la lengüeta 41 tal como se ha mencionado anteriormente, arriba. Puesto que la superficie curvada de retención, 48, de la ranura se extiende hacia arriba y hacia el interior y deforma el resorte de ballesta, formando con ello, conjuntamente con la superficie curvada 23 del pasador, un medio protuberante el cual actúa contra las fuerzas hidráulicas de desacoplamiento aplicadas en el eje longitudinal I. Cuando estas fuerzas axiales se aplican para intentar separar las dos partes 8, 16, estas superficies etas superficies 23, 48, cooperan de una forma engranada, para resistir dicha separación.

Cuando el dispositivo se encuentra en reposo, es decir, cuando éste no gira alrededor del eje longitudinal I, entonces, las únicas fuerzas de retención de los medios de enclavamiento en la dirección axial se obtienen por las fuerzas sobre las mismas superficies 23, 48 pero resultantes únicamente de los medios elásticos 25 que mantienen los pasadores en la ranura. Tales fuerzas de retención son relativamente reducidas en comparación con las fuerzas centrífugas. No obstante, en reposo del dispositivo, la ventaja de las menores fuerzas de retención es que se facilita la conexión y desconexión de las partes de interfaz y de sujeción del líquido.

Con objeto de que los medios de válvula funcionen correctamente, la conexión obtenida por los medios de bloqueo debe resistir a la presión hidráulica dinámica. De una forma particular, las fuerzas centrífugas Fc creadas por la rotación generan fuerzas dinámicas de cierre Fd orientadas axialmente, como resultado de la masa de los pasadores que se encuentra sometida a las fuerzas centrífugas. Como resultado de estas fuerzas y de la orientación de las superficies de acoplamiento 23, 48, las fuerzas de cierre aumentan de una forma considerable en comparación con las fuerzas de cierre proporcionadas por los únicos medios elásticos en las condiciones estáticas del sistema. Así, por ejemplo, la fuerza Fd puede alcanzar un valor cercano a 800 N a la velocidad de rotación máxima de aproximadamente de 10000 r. p. m. (revoluciones por minuto). Este valor disminuye a aprox. 50 - 100 N cuando se detiene la rotación.

El accionamiento de la conexión de la parte de interacción con el líquido con la parte de sujeción se puede llevar a cabo mediante el mecanismo de accionamiento del cierre 45 que actúa, por ejemplo, sobre el bastidor superior, tal como se muestra en la Figura 1. El mecanismo de cierre puede ser el consistente en un sistema de leva tal como se representa, o en un sistema de cierre del tipo bayoneta giratoria o en un medio de articulación, o en un medio hidráulico o en un mecanismo de tipo husillo motorizado o en una combinación de estos sistemas. Por supuesto, este mecanismo de cierre también puede encontrarse asociado al bastidor inferior 15 ó a ambos bastidores 9, 15 para un movimiento de cierre relativo entre las partes.

La Figura 5 ilustra un posible detalle de la conexión de cojinete inferior del dispositivo para asegurar una autoalineación de la parte de sujeción con la parte de interacción con el líquido.

En su principio general, el eje giratorio 70 de la pieza de sujeción se está accionado (pretensado) por resorte en la dirección radial "R" pero rígido en la dirección axial "I". En este modo particular, el eje 70 se encuentra fijado al cojinete 18, pero el cojinete 18 se encuentra unido al alojamiento 19 de la parte inferior del bastidor, por una serie de resortes helicoidales de ballestas 71. Esta disposición de autoalineación también reduce las vibraciones durante la centrifugación. Por supuesto, los medios elásticos 71 pueden reemplazarse por cualquier medio equivalente que proporcione un desplazamiento elástico en la dirección radial tal como, por ejemplo, un elemento de caucho. De una forma adicional, este sistema de autoalineación también se puede emplazar en el conjunto de montaje superior de cojinete.

El principio de bloqueo de la presente invención puede adoptar diferentes diseños sin apartarse del alcance de la invención. Tal como se ilustra en la forma de presentación de las Figuras 6 a 7, una parte de sujeción 16 se encuentra conectada a una parte de interacción con el líquido, 8, por mediación de elementos de engarce 80 los cuales se encuentran unidos de una forma pivotante a la parte de sujeción. El elemento de engarce 80 comprende un cabezal de engarce 81. La parte de interacción con el líquido comprende una parte periférica con una ranura periférica 82, siendo empujado, un elemento de engarce 80, hacia afuera, por mediación de un elemento de accionamiento elástico 83. El elemento de accionamiento elástico 83 puede encontrarse emplazado, por ejemplo, entre el miembro de engarce y la pared lateral 84 de la parte de sujeción. Pueden encontrarse distribuidos varios miembros de engarce en diferentes ubicaciones radiales de la parte de sujeción para proporcionar una conexión segura de la parte de acoplamiento con la parte de interacción con el líquido. Los elementos de engarce 80 forman masas de inercia individuales las cuales se mueven alrededor de un pivote 88. Para la introducción de los elementos de engarce 80 en la ranura 82 durante el acoplamiento, las partes 8, 16 se mueven axialmente de una forma relativa la una con respecto a la otra, hasta que el cabezal 81 se impulsa hacia adentro, contra el mimbro de accionamiento elástico 83, para pasar la porción de leva y engarzar en la ranura 82 (Figura 7). El elemento de engarce, comprende de una forma adicional una superficie de acoplamiento 86 la cual se acopla con una superficie de acoplamiento 87 de la ranura 82. Las superficies de acoplamiento 86, 87 se encuentran ligeramente inclinadas con respecto a la dirección transversal para proporcionar una componente de fuerzas en la dirección axial la cual aumenta a medida que se producen o se incrementan las fuerzas centrífugas.

En reposo, estos medios de conexión proporcionan una fuerza de cierre moderada de la componente axial Fs la cual viene determinada por la fuerza del elemento de accionamiento elástico 83 (Figura 8). Cuando las dos partes 8, 16 de la unidad de infusión se accionan conjuntamente en rotación alrededor del eje longitudinal I, la componente axial Fd de la fuerza dinámica aumenta debido a las fuerzas centrífugas que actúan sobre el miembro de engarce el cual es móvil a través de su disposición de pivote con relación a la parte de sujeción.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. - Dispositivo para preparar una bebida a partir de un ingrediente de bebida contenido en un receptáculo (17) mediante la centrifugación del receptáculo, el cual comprende:

- una pieza de sujeción (16) la cual se encuentra configurada para sujetar el receptáculo en una posición que permita su accionamiento en rotación a lo largo de un eje longitudinal de rotación (I),

- una parte de interacción con el líquido, (8) la cual se encuentra configurada para acoplarse contra el receptáculo (17) y para suministrar agua en el receptáculo y / o extraer la bebida del receptáculo,

- una parte colectora (44) para recoger la bebida obtenida por la interacción entre el ingrediente y el agua en el receptáculo,

en donde, la parte de sujeción y la parte de interacción con el líquido (8, 16) se encuentran conectadas entre sí por medios de conexión de tal forma que estas partes (8, 16) giran conjuntamente con el receptáculo durante la centrifugación,

en donde, los medios de conexión comprenden por lo menos una primera superficie de acoplamiento (48; 86) de la parte de sujeción (16) y una segunda superficie de acoplamiento (23; 87) de la parte de interacción con el líquido (8) en contacto entre sí durante la conexión de una manera que se evita que la parte de sujeción (16) y la parte de interacción con el líquido (8) se separen la una con respecto a la otra, por lo menos en la dirección axial de rotación (I), y los medios de conexión que comprenden de una forma adicional por lo menos una masa de inercia (20, 21 , 31; 80) dispuesta para conectarse de una forma móvil a por lo menos una de las partes (8, 16) con por lo menos un grado de libertad en por lo menos una dirección radial para permitir que las fuerzas de acoplamiento aumenten entre las dos superficies de acoplamiento como un resultado del aumento de las fuerzas centrífugas,

caracterizado por el hecho de que la parte de interacción con el líquido (8) comprende medios (35) para inyectar líquido en el centro del receptáculo (17).

2. - Dispositivo, según la reivindicación 1, en donde, por lo menos una masa de inercia (20, 21, 31; 80) se encuentra unida de una forma móvil en disposición deslizante o giratoria con una de las partes de interacción con el líquido (8) o la parte de sujeción (16).

3. - Dispositivo, según las reivindicaciones 1 ó 2, en donde, las superficies de contacto (48, 23; 86, 87) de las dos partes (8, 16) del dispositivo son tales que éstas se extienden por lo menos en una dirección de las partes inclinada o curvada con respecto a la dirección axial de rotación (I).

4. Dispositivo, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde, la primera superficie de contacto (86) forma parte de un miembro protuberante (81) y la segunda superficie de contacto (87) forma parte de por lo menos un elemento de rebaje (82) para formar conjuntamente un acoplamiento mutuo de bloqueo de los medios de conexión o, viceversa, siendo parte, la primera superficie de acoplamiento (48), de por lo menos un miembro de rebaje (28) y siendo parte, la segunda superficie de acoplamiento (23), de por lo menos un miembro protuberante (20, 21) para formar conjuntamente un acoplamiento de mutuo de bloqueo de los medios de conexión.

5. - Dispositivo, según la reivindicación 1, en donde, el miembro protuberante se encuentra formado por una pluralidad de pasadores (20, 21) elásticamente accionados, los cuales se extienden en diferentes direcciones radiales y se acoplan con por lo menos una ranura (28) de la otra parte (16).

6. - Dispositivo, según la reivindicación 5, en donde, las espigas (20, 21) solicitadas elásticamente penetran en enclavamiento en una ranura circunferencial (28) de la pieza de sujeción (16).

7. - Dispositivo, según las reivindicaciones 5 ó 6, en donde, cada pasador elásticamente accionado (20 - 22) forma, soporta o se encuentra vinculado a la masa de inercia.

8. - Dispositivo, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde, éste comprende una disposición de autoalineación (19) la cual se encuentra dispuesta con una de las partes de interacción con el líquido o de sujeción; comprendiendo dicha disposición medios elásticos (71), entre un cojinete (18) del eje giratorio (70) de la parte y un bastidor (15).

9. - Dispositivo, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde, la parte de interacción con el líquido, (8) comprende medios (36) para extraer la bebida del receptáculo.

10. - Dispositivo, según la reivindicación 9, en donde, los medios de extracción de bebidas (36) comprenden una serie de elementos de perforación para perforar aberturas de salida en una pared superior y / o una pared lateral del receptáculo.

11. - Dispositivo, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde, éste comprende una válvula de restricción de flujo (40) que comprende una parte de presión (41) que se acopla con una porción del borde (38) del receptáculo.

12. - Dispositivo, según la reivindicación 11, en donde, la porción de presión (41) de la válvula engrana con una porción del borde (38) del receptáculo bajo la carga de un medio de accionamiento elástico, en donde, durante la centrifugación, la parte de presión se aleja de la porción del borde por la presión de la bebida centrifugada de tal forma que se cree por lo menos un paso de flujo entre la parte de presión y la porción del borde del receptáculo.

13. - Dispositivo, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde, los medios de conexión (20, 21, 25, 28) se encuentran situados por encima del receptáculo (17).

14. - Dispositivo, según la reivindicación 13, en donde, la parte de sujeción (16) comprende aberturas radiales de paso a su través (61) situadas sustancialmente al mismo nivel que la porción del borde (38) del receptáculo para permitir que el líquido centrifugado atraviese la parte de sujeción antes de que éste impacte en una pared de la parte colectora (44) que rodea a la parte de sujeción (16).

15. - Dispositivo, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde, el receptáculo es una cápsula (17) la cual contiene una dosis de un ingrediente de bebida que comprende un cuerpo en forma de copa que comprende un fondo (34), una pared lateral que se ensancha (39), una porción del borde (38 ) que sobresale hacia el exterior y una pared superior (37) que recubre dicho cuerpo.

16. - Dispositivo, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde, el ingrediente de la bebida, se trata esencialmente de café tostado y molido en polvo.