Brevet FR2508821A1 — publié le 19830107

Cage centrifuge, en particulier pour la préparation de café ou de jus. L'invention se rapporte à une cage centrifuge, plus particu- lièrement destiné à la préparation de café. On connaît des filtres à café pour usage à long terme dans lesquels on introduit du café en poudre dans une cage de filtre munie de perforations minuscules, de l'eau bouillante étant alors versée sur la poudre de façon que le café tombe par gravité dans un récipient placé en dessous Du fait de leur temps de filtrage relativement long, les filtres à café de ce type ne sont pas satisfaisants pour l'usage commer- cial. On s'est efforcé de réduire le temps de filtrage en utili- sant une cage centrifugeuse de façon que le café soit sou- mis, non à l'action de la gravité seule, mais à une force centrifuge qui est plusieurs fois plus élevée que la gra- vité. L'invention a pour objet une cage centrifuge du type ci-des- sus, ayant un temps de cycle réduit pour un fonctionnement par fournées. La cage centrifuge suivant l'invention comprend: une pièce inférieure rotative; une pièce supérieure reliée de manière amovible à la pièce inférieure et mobile axialement relati- vement à celle-ci, tout en délimitant un intervalle entre 2- elle-même et la pièce supérieure; au moins une zone formant grille fixée à au moins l'une desdites pièces dans une zone extérieure radiale de la périphérie; et au moins un disque distributeur qui tourne en même temps que la cage centrifuge et est disposé dans le plan de la zone de grille. Une cage centrifugeuse de ce type ne réduit pas le temps de filtrage réel, mais réduit le temps nécessaire pour éliminer le marc de café ou analogue de la cage centrifuge. Avantageusement, la pièce supérieure comprend un récipient ouvert au sommet, dont la base prend la forme d'un disque distributeur et qui est muni d'ouvertures à sa périphérie, au voisinage de la base Ce récipient reçoit la matière à filtrer ou à extraire et, si nécessaire, sert à verser le liquide extrait. De préférence, les ouvertures périphériques sont contigues au disque distributeur et celui-ci est muni de nervures ra- diales Par conséquent, la matière introduite tourne rapide- ment et est projetée violemment vers l'extérieur, à travers les ouvertures périphériques, en direction de la zone de grille. En variante, pour un extracteur de jus, le disque distribu- teur peut avoir une surface de râpe et un tunnel de remplis- sage fixe peut se prolonger jusqu'au voisinage de cette sur- face. Dans le cas d'une cage centrifugeuse ayant une enveloppe, celle-ci est munie d'orifices susceptibles d'être fermés, de préférence en des emplacements disposés dans une zone dé- terminée par les plans diamétraux qui limitent l'intervalle. Dans ce cas, un anneau mobile axialement, qui entre en con- tact avec les orifices depuis l'intérieur, peut être prévu comme moyen de fermer ceux-ci L'ouverture des orifices a pour effet de débloquer un trajet à travers lequel on peut enlever la matière extraite du récipient. Suivant une caractéristique de l'invention, la pièce infé- rieure de la cage centrifuge est disposée sur un arbre d'en- trainement. Suivant une autre caractéristique, l'arbre d'entraînement est un arbre creux et la pièce supérieure est disposée sur -3- un arbre qui est guidé de manière coulissante dans l'arbre creux. De préférence, la zone de jonction qui délimite l'intervalle entre la pièce inférieure et la pièce supérieure est dis- posée au voisinage du diamètre le plus grand de ces pièces. Une lèvre d'étanchéité disposée radialement vers l'inté- rieur peut être prévue au voisinage de la zone de jonction et peut être disposée sur l'une des pièces de la cage. De préférence, les zones de grille sont conformées suivant une surface conique La matière peut alors être expulsée par centrifugation dans l'intervalle. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée ci-après, relative à un certain nombre de modes d'exécution. Au dessin annexé: La figure 1 est une coupe axiale d'une centrifugeuse à café; la figure 2 est une vue en perspective dé la pièce su- périeure de la cage centrifuge; la figure 3 représente un autre mode d'exécution d'une cage centrifugeuse; la figure 4 représente un troisième mode d'exécution; la figure 5 est une coupe axiale à travers un extrac- teur centrifuge de jus. La coupe axiale de la figure 1 représente les éléments prin- cipaux d'une centrifugeuse à café Celle-ci comprend une en- veloppe 1 ayant une paroi collectrice extérieure cylindrique 2 qui plonge vers le bas dans une région tronconique 3, et une base 4, celle-ci étant munie d'une ouverture centrale 5 et, à son bord, d'un orifice de sortie 6. Une cage centrifuge en deux éléments comprenant une pièce 4 - supérieure 7 et une pièce inférieure 8 est disposée dans l'enveloppe 1. La pièce supérieure 7 comprend un récipient en forme de cu- vette 9 ouvert au sommet et dont la paroi est munie, au voi- sinage de sa base qui prend la forme d'un disque distri- buteur 10, d'ouvertures périphériques 11 Le récipient 9 est relié au sommet à un capuchon tronconique 12 qui se confond dans sa région périphérique inférieure avec une collerette d'étanchéité sensiblement cylindrique 13. Comme on peut le voir d'après la figure 2, un certain nom- bre de nervures radiales 14 s'étendant chacune jusqu'à un orifice Il sont disposées sur la base 10 du récipient 9. La pièce inférieure 8 a une base plane circulaire 15 qui est fixée à un arbre d'entraînement 16 et vient se confondre, à sa périphérie, avec une zone tronconique 17 à partir de l'extrémité libre de laquelle fait saillie un manteau 18 formant grille et dirigé vers le haut Dans l'état de fonc- tionnement représenté à la figure 1, la collerette d'étan- chéité 13 se verrouille sur le bord libre du manteau 18, assurant ainsi la formation d'un joint étanche à cette jonc- tion Un réceptacle d'alimentation en café 19 et un tube d'alimentation d'eau chaude 20 sont prévus pour l'alimenta- tion par gravité au-dessus du récipient 9. Pour faire fonctionner la centrifugeuse, on met d'abord la cage en mouvement, à la suite de quoi on libère, du récepta- cle 19, une quantité prédéterminée de café en poudre Le café en poudre tombe dans le récipient 9 et sur le disque distributeur 10 pour être poussé par la force centrifuge à travers les ouvertures 11, sur la grille 18 De l'eau bouil- lante est alors introduite par le tuyau 20 dans le récipient 9 et est également centrifugé radialement vers l'extérieur. Elle entre en impact avec la couche de café qui a été formée sur la grille L'eau bouillante est forcée à travers la cou- che 21 de café en poudre par la force centrifuge; elle ex- trait le café et atteint l'extérieur de la grille 18; elle entre en impact sur la paroi 2, puis s'échappe à travers l'orifice de sortie 6. Pour nettoyer la centrifugeuse à l'achèvement du filtrage, la pièce supérieure est soulevée un peu, soit manuellement, soit par un mécanisme non figuré à la suite de quoi, le marc de café est éliminé par rinçage, par exemple à la main. La figure 3 est une coupe axiale d'une variante dans La quelle la pièce supérieure 37 est disposée sur un arbre 46 et un capuchon en forme de tronc de cône 42, se fond, par sa région périphérique extérieure radiale dans une pièce 40 servant de grille La pièce inférieure 48 est reliée à un arbre creux 49 et une zone inclinée 47 se fond dans une por- tion formant grille 50 Les extrémités extérieures radiales des pièces 40, 50 butent l'une contre l'autre et reçoivent un joint d'étanchéité à leur jonction, de manière connue, par exemple un joint à lèvre 51 fixé au bord de la pièce 40. Les autres éléments sont les mêmes que ceux des modes d'exé- cution de la figure 1. Le fonctionnement est le même, sauf que, pour éjecter le marc de café usé, l'arbre 46 est soulevé de manière que les deux grilles 40, 50 se dégagent l'une de l'autre et, alors que la cage centrifuge continue à se trouver en position ou- verte, le marc de café peut, par suite de la forme conique des grilles, se dégager par la force centrifuge sans aucun besoin d'eau de rinçage Bien entendu de l'eau de rinçage peut en plus être introduite dans récipient en forme de cu- vette. La figure 4 est une coupe axiale d'un autre mode d'exécu- tion, dans lequel la pièce supérieure 47 comprend, non pas le capuchon tronconique de la centrifugeuse à café de la figure 1, mais un disque 52 qui est disposé dans un plan diamétral et dont le bord se fond avec une collerette d'étanchéité 53 dont la forme ressemble à un manteau cylin- drique. Un récipient en forme de cuvette 59 est disposé our un arbre 56 monté pour son mouvement axial. Une pièce inférieure 58 est similaire à la pièce 48 de la cage de la figure 3 et comprend un manteau de grille tron- conique 68 dont le bord extérieur est entouré, de manière étanche, lorsque la cage est dans sa position de fonction- nement, par la collerette 53. Le fonctionnement de cette centrifugeuse à café diffère de celui des modes d'exécution précédents seulement en ce qui concerne le nettoyage La paroi 62 du récipient, autour de la cage centrifuge, est munie d'ouvertures 63 en un emplace- ment situé axialement au-dessus de la zone de grille 68. Dans la position de fonctionnement, c'est-à-dire pour fil- trer la matière pour l'extraction, les ouvertures 63 sont fermées par anneau 69 qui s'engage avec l'intérieur de la paroi 62, si bien que le filtrat ne peut pas passer à tra- vers les ouvertures 63 et tombe goutte à goutte à travers l'orifice de sortie 60. Pour nettoyer la cage en éliminant le marc de café, la pièce supérieure 47 est soulevée par soulèvement de l'arbre 56, de manière qu'un intervalle se présente entre la pièce supé- rieure 47 et la pièce inférieure 58. On soulève également l'anneau de fermeture 69, par exemple par des saillies sur le bord du disque 52, pour ouvrir les ouvertures 63 La cage est alors mise en mouvement de façon que le marc de café usé glisse vers le haut, le long de la zone de grille 68 et soit poussé vers l'extérieur à travers les ouvertures 63. Bien entendu, celles-ci doivent laisser passer tout le marc pour assurer la séparation complète du marc usé et du fil- trat. La figure 5 représente une structure similaire à la figure 4, mais qui sert d'extracteur de jus, le disque distributeur prenant la forme d'un disque-râpe 70 L'extrémité inférieure d'un tunnel de remplissage 71 se termine au-dessus de la ré- gion périphérique extérieure radiale du disque-râpe 70 La matière pour l'extraction du jus est chargée dans le haut du tunnel 71 et, si nécessaire, forcée contre le disque 70 par un poussoir 72. Les autres éléments et le fonctionnement sont les mêmes que pour le mode d'exécution de la figure 4. -7- Revendications de brevet 1 Cage centrifuge, plus particulièrement pour cen- trifugeuse à café, caractérisée par: une pièce inférieure rotative ( 8, 48, 58); une pièce supérieure ( 7, 37, 47) connectée de manière amovible à la pièce inférieure et mobile axialement par rapport à elle pour délimiter un intervalle entre elle-même et la pièce supérieure; au moins une zone de grille ( 18, , 50, 68) fixée à au moins l'une desdites pièces dans une zone extérieure radiale de la périphérie; et au moins un disque distributeur qui tourne en même temps que la cage centrifuge et est disposé dans le plan de la zone de grille. 2 Cage centrifuge selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce supérieure ( 7, 37, 47) com- prend un récipient ( 9) ouvert au sommet et dont la base prend la forme d'un disque distributeur ( 10) qui est muni d'ouverture ( 11) dans sa périphérie, au voisinage de sa base. 3 Cage centrifuge selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les ouvertures périphériques nervures radiales 4 Cage centrifuge selon la revendication 1 ou 2, destinée à réaliser un extracteur de jus, caractérisée en ce que le disque distributeur a une surface formant râpe et qu'un tunnel de remplissage fixe s'étend au voisinage de cette surface. Cage centrifuge selon l'une des revendications 1 à 4, munie d'un boîtier qui l'entoure, caractérisée en ce que le boîtier ( 2, 62) est muni d'ouver- tures susceptibles, d'être fermées ( 63) en des emplacements -disposés dans des zones déterminées par les plans diamétraux qui délimitent l'intervalle. 8- 6 Cage centrifuge selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'un anneau mobile axialement qui s'en- gage avec les ouvertures ( 63) du côté intérieur est prévu comme moyen de fermer celles-ci. 7 Cage centrifuge selon la revendication 6, caractérisée en ce que la pièce inférieure ( 8) est disposée sur un arbre d'entraînement ( 16). 8 Cage centrifuge selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'arbre d'entraînement est un arbre creux ( 49) et que la pièce supérieure ( 37) est disposée sur un arbre ( 46) qui est guidé de façon coulissante dans l'ar- bre creux ( 49). 9 Cage centrifuge selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la zone de jonction qui délimite l'intervalle entre la pièce inférieure ( 8, 48, 58) et la pièce supérieure ( 7, 37, 47) est disposée au voisinage du plus grand diamètre de ces pièces. Cage centrifuge selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'une lèvre d'étanchéité disposée vers l'intérieur et radialement ( 51) est prévue au voisinage de la zone de jonction et disposée sur l'une des pièces de la cage. 11 Cage centrifuge selon l'une des revendications 1 à , caractérisée en ce que les zones de grille ( 40, 50, 68) sont formées en conformité avec une surface conique.