PT2287502E - Máquina de preparação de bebidas - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "MÁQUINA DE PREPARAÇÃO DE BEBIDAS" A invenção refere-se a uma máquina de preparação de bebidas compreendendo um dispositivo de controlo do tipo tendo uma válvula peristáltica permitindo que a abertura e fecho selectivos de tubos de abastecimento de áqua sejam controlados, tal como, por exemplo, um abastecimento de água quente e um abastecimento de água fria.

Existem dispositivos controlados por alavanca, tendo uma válvula peristáltica, para uma variedade de aplicações. A patente US 3861421 refere-se a um misturador compreendendo um dispositivo para, selectivamente, apertar dois tubos e utilizando um carne actuando em associação com alavancas de compressão. A patente US 4328834 refere-se a uma válvula de manga flexivel para um ferro que utiliza um braço oscilante para, selectivamente, apertar dois tubos contra uma superfície convexa de modo a, selectivamente, permitir que água ou vapor passem através daqueles.

A patente US 4061142 refere-se a um dispositivo para controlar o fluxo de sangue através de duas partes de tubo utilizando um par de braços de aperto montados de tal modo que rodam num suporte e são feitos fechar por um carne central. O 1 dispositivo compreende meios elásticos na forma de molas de lâmina que são mantidas em tensão pelo carne central. Um inconveniente deste dispositivo relaciona-se com as elevadas forças de tracção mantendo um aperto significativo dos tubos que os pode danificar rapidamente, de tal modo que estes não recuperem a sua elasticidade inicial, a falta de estabilidade nas várias posições e uma falta de suavidade devido ao tensionamento das molas de lâmina causando forças de tracção significativas. 0 documento US 5007446 é um pedido de patente US que divulga um dispositivo de controlo de fluxo, tal como uma válvula, que tem um corpo de válvula com uma câmara contendo fluido. Uma entrada no corpo de válvula acopla a câmara a um abastecimento de fluido pressurizado. Uma saída no corpo de válvula acopla a câmara a dispositivos a jusante, tais como cabeças de aspersão. A saída tem uma abertura de saída que abre para a câmara da válvula. Uma tubagem deformável está unida de modo hermético numa primeira extremidade à abertura de saída. A tubagem deformável tem uma extremidade oposta que se estende para o interior da câmara. A extremidade oposta da tubagem deformável tem uma entrada que abre para o interior da câmara. É proporcionado um mecanismo para bloquear e desbloquear a entrada da extremidade oposta da tubagem deformável, para fazer com que a tubagem deformável se deforme e recupere para bloquear e desbloquear o fluxo de fluido proveniente da câmara através da saída. O mecanismo tem um êmbolo para inserção na e remoção da entrada da tubagem deformável para bloquear e desbloquear a entrada. Quando o êmbolo é introduzido na entrada da tubagem deformável, a tubagem deformável deforma-se em torno do êmbolo para bloquear o fluxo de fluido proveniente da câmara através da saída. Porém, a tubagem deformável não é "apertada para fechar" 2 e, consequentemente, não adquire uma forma "apertada fechada" estabelecida. Consequentemente, quando o êmbolo é retirado da entrada, a tubagem deformável recupera imediatamente, permitindo que o fluido se escoe sem atraso da câmara através da saida. 0 documento US 5462251 é um pedido de patente US que divulga um método e aparelho para controlar o caudal de um fluido que se escoa através de um trajecto de fluido, incluindo uma parte elasticamente deformável. Um primeiro rolo tem um entalhe formado num lado e um retentor está disposto paralelamente ao primeiro rolo. A parte elasticamente deformável do trajecto de fluido é retida entre o primeiro rolo e o retentor. 0 primeiro rolo é suportado de modo rotativo pelo seu veio de rotação. A primeira distância, do veio de rotação até à parede exterior do primeiro rolo, no lado virado na direcção oposta à parte elasticamente deformável, pode ser variada em resposta à variação no ângulo que ocorre quando o primeiro rolo roda em torno do seu veio de rotação. Consequentemente, a segunda distância a partir da parede exterior do primeiro rolo, no lado virado na direcção oposta à parte elasticamente deformável, até ao retentor pode ser variada em resposta à variação na primeira distância e a forma em corte da parte elasticamente deformável pode ser variada de acordo com a variação na segunda distância. 0 caudal do fluido pode ser controlado variando, deste modo, a forma em corte da parte elasticamente deformável do trajecto de fluido. 0 retentor pode ser substituído por um segundo rolo tendo uma configuração simétrica ao primeiro rolo e estando apoiado de modo rotativo. 0 documento US 3750908 divulga um distribuidor de concentrado compreendendo uma bomba peristáltica que funciona com uma rosca helicoidal atuada por um motor e engrenagem. 3

Embora tentem propor soluções engenhosas, os documentos acima da técnica anterior não proporcionam dispositivos de controlo para uma válvula peristáltica que mostrem suavidade suficiente ao passar de uma posição para a outra e melhor estabilidade em cada uma das posições assumidas pela válvula. Além disso, nenhum dos documentos acima da técnica anterior ensina, ou sequer sugere, a possibilidade de um sistema de válvula peristáltica incluindo uma posição neutra do corpo do braço oscilante e, particularmente, existe sempre um tubo ou outro que está aberto ou fechado nos sistemas aqui apresentados.

Consequentemente, em particular, para uma aplicação no campo dos dispositivos de preparação de bebidas, existe uma necessidade de um dispositivo de válvula peristáltica tendo uma maior suavidade ao passar de uma posição para a outra e melhor estabilidade em cada uma das posições assumidas pela válvula.

Para tal, a invenção refere-se a uma máquina de preparação de bebidas compreendendo: um reservatório; um sistema de abastecimento de água compreendendo, pelo menos, uma secção para água aquecida e uma secção para água não aquecida; uma bomba para transportar água do reservatório através do sistema de abastecimento até um módulo para preparar a bebida; e um dispositivo de válvula configurado de modo a controlar a abertura e fecho selectivos das secções do sistema de 4 abastecimento; em que o dispositivo de válvula é um sistema peristáltico compreendendo meios de compressão comprimindo um tubo de cada secção do sistema de abastecimento e actuando sob o efeito de meios de retorno elástico; A invenção será melhor compreendida por referência à descrição dos desenhos anexos, nos quais: A Figura 1 mostra um diagrama de blocos funcional de uma máquina de acordo com a invenção; A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva de um dispositivo de válvula peristáltica numa posição neutra; A Figura 3 mostra uma vista em perspectiva em corte num plano longitudinal de um dispositivo semelhante à figura 2 numa posição neutra; A Figura 4 mostra uma vista em perspectiva em corte num plano longitudinal do dispositivo, numa primeira posição em que o primeiro tubo está fechado e o segundo tubo está aberto; A Figura 5 mostra uma vista em perspectiva em corte num plano longitudinal do dispositivo, numa segunda posição em que o segundo tubo está fechado e o primeiro tubo está aberto; A Figura 6 mostra uma vista explodida do dispositivo; e 5 A Figura 7 mostra uma vista em pormenor da mola de retorno sob tensão no modo de aperto. A máquina 1 de preparação de bebidas de acordo com a invenção que, tipicamente, inclui um dispositivo de válvula peristáltica é em seguida descrita com referência à figura 1. A máquina de acordo com a Figura 1 compreende, tipicamente, um abastecimento de água, tal como um reservatório 10 contendo água à temperatura ambiente. É proporcionado um sistema 2 de abastecimento de água, saindo do reservatório e conduzindo a um módulo 3 de infusão, no qual é preparado um ingrediente, tal como café, chá ou semelhante. O módulo de infusão pode ser concebido para receber uma cápsula, uma saqueta ou qualquer outra embalagem apropriada contendo o ingrediente. O módulo pode ser concebido para ser pressurizado pelo fluido de infusão. A pressão no módulo e/ou na embalagem pode alcançar vários bar, por exemplo, 5 a 20 bar. Para tal, é proporcionada uma bomba 4 para abastecer o módulo com água pressurizada. Uma bomba apropriada pode ser uma bomba de êmbolo ou uma bomba de diafragma ou, então, uma bomba peristáltica. O sistema de abastecimento compreende dois ramais do sistema de abastecimento constituindo os tubos 5, 6 que conduzem ao dispositivo 7 de válvula peristáltica de acordo com a invenção. Um dos ramais ou partes 5 de tubo está associado a um aquecedor de água, tal como um termobloco ou um cartucho 8 de aquecimento. 0 outro ramal do sistema de abastecimento ou secção 6 liga a bomba, através de um tubo de derivação, desde a saída da bomba, até ao dispositivo de válvula peristáltica, de modo a abastecer o módulo com água fria. Um sistema 40 de comutação está associado ao dispositivo de válvula peristáltica de modo a controlar o modo ligado/desligado da bomba, como será explicado abaixo. 6 0 próprio dispositivo da válvula peristáltica será descrito mais pormenorizadamente em associação com os desenhos de acordo com as Figuras 2 a 7. A Figura 2 mostra uma válvula na posição neutra. Os vários meios constituintes da válvula são mostrados em vista explodida na Figura 6. 0 dispositivo compreende um bloco 9 de controlo compreendendo uma alavanca 10 e um corpo 11 de braço oscilante, fixo na alavanca. O corpo do braço oscilante repousa sobre uma base 12 servindo como um suporte, de modo a fixar o dispositivo na máquina de preparação de bebidas.

Em cada lado da base estão posicionados pinos de braço oscilante sobre os quais o corpo repousa. Mais especificamente, estes pinos compreendem dois pinos 13, 14 de articulação rotativos paralelos. São formados por partes de cilindro fixas a uma das duas placas 15, 16 laterais da base e projectam-se para o interior do último. No corpo do braço oscilante, são proporcionados dois recortes 17, 18 inferiores compreendendo, cada, dois alojamentos na forma de semi-cilindros ocos abertos que se ajustam contra as partes cilíndricas da base em termos de suporte e rotação. Pode ver-se, consequentemente, que o corpo do braço oscilante pode oscilar alternadamente sobre um ou outro dos pinos do braço oscilante, dependendo do lado para o qual aquele roda quando a alavanca é actuada. A base 12 compreende, além disso, aberturas em cada placa lateral permitindo que duas partes 50, 60 de tubo passem através daquelas. As partes de tubo são, consequentemente, guiadas através da base de modo a serem recebidas num alojamento 20 em 7 cada lado da base. 0 dispositivo compreende, além disso, dois braços 21, 22 de aperto, em cada lado da base, montados de tal modo que podem rodar em torno de uma haste 23 central que forma um pino rotativo para os braços e que está ligada à base. A haste 23 é instalada através de duas placas laterais da base ou pode ser moldada por injecção como uma parte daquela.

Os braços de aperto estão colocados em oposição e paralelos ao plano do curso da alavanca. Os braços de aperto estão dispostos simetricamente em cada lado da haste 23.

Os braços de aperto são em forma de arco e compreendem uma parte 29 de aperto convexa. A extremidade inferior do braço termina num comprimento dotado de um entalhe 24 aberto, constituindo um eixo de rotação, que acopla contra a haste 23 central de rotação. 0 braço, consequentemente, pode ser facilmente montado na haste, simplesmente encaixando aquele nesta. Na base, é proporcionado um bloco central compreendendo superfícies 25 de apoio contra as quais as partes de tubo são comprimidas.

Estas superfícies de apoio têm uma secção convexa com um pequeno raio permitindo o aperto homogéneo da parte de tubo através de toda a sua secção. Por exemplo, a secção da superfície de apoio pode ter um raio entre 3 e 10 mm.

Os braços 21, 22 de aperto estão ligados ao corpo do braço oscilante por meios de retorno elástico. Neste caso, duas molas 30, 31 de retorno estão ligadas cada, por um lado, por um pino ou por pontos 33 de fixação à extremidade 26 superior de 8 cada braço de aperto e, por outro lado, a hastes 27, 28 fixas ao corpo do braço oscilante. As molas podem ser do tipo helicoidal ou qualquer outro. Deverá observar-se que, de um modo equivalente, poderia ser prevista uma única mola constituindo duas partes elásticas distintas confiquradas do mesmo modo.

As molas são dispostas de tal modo que se intersectam na projecção do plano longitudinal. Esta disposição permite que a acção das molas seja coordenada em todas as posições e melhora a estabilidade em cada posição. A posição relativa das molas relativamente aos pinos 13, 14 rotativos é, igualmente, importante, de modo a assegurar a estabilidade do dispositivo nas diversas posições da alavanca. 0 dispositivo compreende, igualmente, pelo menos, um interruptor 40 de controlo montado na base. O interruptor está configurado relativamente ao sistema de controlo de abastecimento da máquina de modo a controlar o ligar e desligar da bomba. O interruptor de controlo é activado pelo corpo do braço oscilante que pode compreender uma parte 41 de activação fixa. A posição relativa do corpo do braço oscilante determina o modo de activação do interruptor.

Na Figura 3, o dispositivo está na, assim chamada, posição (N) "neutra" ou posição fechada equilibrada dos tubos. Neste modo, a alavanca está disposta verticalmente e, consequentemente, a parte 41 em relevo não actua sobre o interruptor. O sistema de controlo de abastecimento está, consequentemente, fechado. A bomba está desligada e o fluido, consequentemente, não flui nos tubos. A pressão a montante do dispositivo é, geralmente, uma pressão de água residual que apenas mantém a bomba ferrada. A compressão exercida sobre os 9 tubos pelo dispositivo é, consequentemente, suficiente para impedir fugas. 0 corpo do braço oscilante exerce pressão contra os dois pinos 13, 14. As forças de apoio são, consequentemente, distribuídas de um modo equilibrado sobre os dois pinos 13, 14 pelas molas 30, 31 de tensão. As duas molas estão sob tensão reduzida mas, não obstante, sob tensão suficiente para forçar os dois braços a exercer tracção e a comprimir simetricamente os dois tubos. Uma tensão de cerca de 10 a 20 newton é suficiente para fechar os tubos de um modo estanque enquanto estes últimos estão sob uma pressão hidráulica interna reduzida (por exemplo, cerca de 1 a 7 bar) . A tensão é definida em função da rigidez dos tubos. A pressão, enquanto a bomba está desligada é uma pressão residual que é, em princípio, reduzida. Porém, uma pressão superior pode fazer com que o dispositivo abra, por exemplo, no caso de sobrepressão acidental no aquecedor de água, de modo a libertar um excesso de vapor. Neste caso, o dispositivo actua como uma válvula de segurança e impede que o sistema de abastecimento seja mantido demasiado tempo a uma temperatura demasiado alta.

Na Figura 4, a alavanca está na posição (Sl) fechada do tubo 50 e na posição aberta do tubo 60 (sob o efeito da sua própria elasticidade e/ou sob o efeito da pressão hidráulica interna). Neste modo, o corpo 11 de braço oscilante roda em torno do pino 14 rotativo. O interruptor é, consequentemente, activado de modo a ligar a bomba. A posição do corpo do braço oscilante coloca o braço 22 de aperto em tracção. A mola 31 de retorno actua sobre o braço de aperto em tracção com uma maior força de tracção permitindo, consequentemente, que o tubo 50 seja fechado de modo a resistir à relativamente elevada pressão hidráulica interna enquanto a bomba está a trabalhar. A mola 30 oposta está, consequentemente, na posição relaxada ou sob menor 10 tensão permitindo que o tubo abra, de modo a permitir que o liquido pressurizado passe através daquele. A força de fecho exercida sobre o tubo 50 pode ser, pelo menos, cerca de 45 newton, de modo a resistir a uma pressão hidráulica de, pelo menos, 10 bar, por exemplo, até 20 bar, ou mais, dependendo do tipo de bomba de pressão.

Na Figura 5, é mostrada a posição inversa, i. e. a alavanca está posicionada na posição (S2) fechada do tubo 60 e na posição aberta do tubo 50. O tubo pode, consequentemente, ser mantido aberto pela sua própria elasticidade e/ou sob o efeito da força hidráulica. Neste modo, o interruptor está, uma vez mais, em acoplamento com a parte 41 em relevo. O corpo 11 de braço oscilante roda sobre o pino 13 rotativo. Consequentemente é o braço 21 que é puxado pela mola 31 de retorno. A Figura 7 mostra o efeito de estabilidade obtido na posição de tensão aplicada quando um dos tubos está fechado. Esta estabilidade é obtida pela posição do eixo (I) de mola passando através destes dois pinos 28, 33, que está agora no lado afastado do ponto de rotação 13 do corpo do braço oscilante relativamente à base. A passagem do eixo da mola pelo eixo de rotação causa a tensão máxima da mola. Isto resulta na mola submeter o braço a uma tracção para uma posição que reforça a compressão (F) do tubo. A posição da alavanca é, consequentemente, particularmente estável visto que, para iniciar a reabertura do tubo, é necessário actuar a alavanca no sentido oposto (na direcção da posição neutra) e colocar a mola sob tensão máxima no momento em que esta passa o ponto do pino 13 rotativo. Deverá notar-se que pode ser proporcionado um batente em cada lado da base de modo a limitar o curso do bloco 9 numa posição fechada/aberta selectiva máxima. 11

Uma outra vantagem do dispositivo da válvula de acordo com a invenção é que aquele permite que seja mantido permanentemente liquido no sistema hidráulico de abastecimento e impede a drenagem da bomba. É desnecessário dizer que a invenção foi descrita na base de um exemplo preferido, mas pode abranger numerosas variantes.

Lisboa, 21 de Maio de 2012 12

Claims (1)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Máquina (1) de preparação de bebidas, compreendendo: um reservatório (10); um sistema (2) de abastecimento de água compreendendo, pelo menos, uma secção (5) para água aquecida e uma secção (6) para água não aquecida; uma bomba (4) para transportar água do reservatório através do sistema (2) de abastecimento até um módulo (3) para preparar a bebida; e um dispositivo (7) de válvula configurado de modo a controlar a abertura e fecho selectivos das secções (5, 6) do sistema de abastecimento; caracterizado por o dispositivo (7) de válvula ser um sistema peristáltico compreendendo meios de compressão comprimindo um tubo (50, 60) de cada secção do sistema de abastecimento e actuando sob o efeito de meios (30, 31) de retorno elástico Lisboa, 21 de Maio de 2012 1