Brevet FR2780261A1 — publié le 19991231

DISPOSITIF MELANGEUR PERFECTIONNE POUR DISTRIBUTEUR AUTOMATIQUE DE BOISSONS CHAUDES La présente invention concerne un dispositif mélangeur de matière première en poudre et d'eau du type utilisé dans les distributeurs automatiques de boissons chaudes. Dans le contexte du présent brevet, l'expression "matière première" doit être comprise dans son sens le plus large et comprend donc non seulement l'ingrédient principal d'une boisson tel que le cacao en poudre utilisé pour la préparation d'un chocolat chaud, mais encore un ingrédient que l'on pourrait qualifier d'auxiliaire, tel que le lait concentré en poudre utilisé pour la préparation du cappuccino. Un dispositif de ce type comprend une chambre d'homogénéisation ouverte sur le dessus pour recevoir les ingrédients et sur le dessous pour laisser s'écouler la boisson vers le point de distribution. A l'intérieur de ladite chambre est logée au moins une couronne tournante actionnée par un moteur électrique à grande vitesse au moyen d'un arbre qui traverse une paroi de ladite chambre afin de produire une homogénéisation complète et intime de la matière première et de l'eau chaude. Immédiatement en amont de la chambre d'homogénéisation, le dispositif mélangeur comprend un espace de mélange en forme d'entonnoir dans lequel la matière première en poudre est introduite par chute libre, c'est-à-dire dans une direction verticale, depuis un récipient-doseur situé au-dessus, tandis que l'eau chaude, produite dans une chaudière adjacente, est introduite dans ledit espace de mélange en direction tangentielle, c'est-à-dire dans une direction sensiblement perpendiculaire à celle de la matière première. Lors de la chute de la matière première depuis le récipient-doseur, sa fraction la plus volatile et impalpable se soulève en même temps que la vapeur d'eau se dégageant de l'eau chaude et finit par se déposer dans un quelconque point froid à l'intérieur du distributeur automatique. Pour garantir une homogénéisation complète des ingrédients, et donc une boisson de bonne qualité, et pour fonctionner sur une longue durée sans problèmes, le dispositif mélangeur doit être construit de manière à ne pas subir de pertes de liquide. Le dispositif doit en outre être construit de manière à ce que l'encrassement causé par la fraction la plus volatile de la matière première susmentionnée soit limité au maximum même si, de toute évidence, la vapeur se dégageant de l'eau chaude doit être évacuée librement depuis l'espace de mélange. Les dispositifs mélangeurs actuellement utilisés ne sont pas du tout satisfaisants du point de vue de la fiabilité en service et ne sont en outre pas construits de manière optimale, aussi bien du point de vue strictement technique que du point de vue du coût. La présente invention a pour objet principal de proposer un dispositif mélangeur perfectionné pour distributeurs automatiques qui, en plus de garantir des boissons chaudes de bonne qualité, puisse facilement subir des opérations d'entretien ordinaire, même par des personnes sans compétence technique spécifique en la matière. Cet objet ainsi que d'autres objets sont atteints par un dispositif mélangeur d'une matière première en poudre et d'eau, qui constituent les ingrédients d'une boisson chaude préparée dans un distributeur automatique, comprenant: - une chambre d'homogénéisation équipée d'une ouverture d'admission d'un mélange des ingrédients et d'une ouverture de sortie pour le reflux de la boisson vers le point de distribution; - des moyens motorisés pour l'homogénéisation du mélange des ingrédients à l'intérieur de ladite chambre; - un espace de mélange relié à la chambre d'homogénéisation à travers ladite ouverture d'admission et pourvu de moyens pour l'alimentation, respectivement, en matière première en poudre provenant d'un récipient situé au-dessus et en eau chaude provenant d'une chaudière adjacente, selon deux directions sensiblement perpendiculaires, caractérisé en ce que lesdits moyens pour l'alimentation en matière première sont fabriqués d'une seule pièce avec des premiers moyens aptes à retenir la fraction la plus volatile et impalpable de la matière première en poudre qui est interceptée par la vapeur émise par l'eau chaude injectée à l'intérieur de l'espace mélangeur. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les premiers moyens coopèrent avec un tiroir qui comprend une chemise toroïdale30 circonférentiellement à distance desdits moyens d'alimentation de la matière première, qui soutient le bord de l'ouverture du dessus desdits moyens d'alimentation et se termine sur le dessous par un bord circonférentiel en appui sur ledit espace. Avantageusement, le tiroir est alors pourvu d'une ouverture d'aspiration. De préférence, des seconds moyens aptes à recycler à l'intérieur de l'espace de mélange la fraction la plus volatile et impalpable de la matière première en poudre, sont prévus autour d'une goulotte destinée au passage de la matière première dudit récipient à l'espace de mélange. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens motorisés d'homogénéisation consistent en au moins une couronne tournante, disposée à l'intérieur de la chambre d'homogénéisation, actionnée par un moteur électrique au moyen d'un arbre guidé par une paroi de ladite chambre grâce à l'interposition de moyens d'étanchéité, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité comprennent une douille fabriquée dans un matériau synthétique à mémoire élastique et disposée à l'endroit auquel ledit arbre traverse ladite paroi. Pour faciliter la compréhension des caractéristiques et avantages de la présente invention, on va décrire ci-dessous un mode de réalisation préféré en se référant aux dessins joints sur lesquels: la figure 1 est une vue d'ensemble simplifiée d'un dispositif mélangeur en coupe selon un plan vertical; la figure 2 est une vue à grande échelle de détails du dispositif de la figure 1; la figure 3 est une coupe longitudinale encore agrandie de l'unique douille d'étanchéité avant sa fixation sur l'arbre de la couronne tournante. La figure 1 illustre, avec la seule omission de quelques détails sans rapport avec la présente invention, un dispositif mélangeur selon l'invention, désigné globalement par la référence numérique 1 et un récipient 2 situé au-dessus, contenant une matière première en poudre (par exemple du cacao), qui comprend une vis doseuse (non représentée) et une goulotte 3. La goulotte 3, excepté du côté sortie, est entourée d'un capuchon de protection 4, qui est relié au récipient 2. Le capuchon de protection 4 a pour fonction de recycler la fraction volatile et impalpable de la matière première à l'intérieur du dispositif mélangeur, comme on l'expliquera plus en détail ci-après. Le dispositif mélangeur 1 comprend un dispositif d'alimentation 5 en forme d'entonnoir ouvert sur le dessous en 6 et sur le dessus en 7. Le bord de l'ouverture supérieure 7 s'étend latéralement pour former une plaque 8 qui constitue le couvercle coulissant d'un tiroir 9 qui possède quelques cloisons 17 et une ouverture d'extrémité 18 reliée à l'aspiration d'un ventilateur d'expulsion (non représenté). Le tiroir 9 est fabriqué d'une seule pièce, avec une chemise toroidale 10 qui, tout en restant circonférentiellement à distance du dispositif d'alimentation 5, soutient le bord de l'ouverture supérieure 7. La chemise 10 se termine à sa partie inférieure par un bord circonférentiel 11 tourné radialement vers l'axe du dispositif d'alimentation 5 et qui s'appuie à sa partie inférieure sur le bord circonférentiel d'un espace 12 ayant une partie supérieure 13 de la même forme et section que la chemise toroidale 10 et une partie inférieure 14 en forme d'entonnoir dont l'ouverture d'extrémité inférieure porte la référence numérique 15. Le dispositif d'alimentation 5 se trouve donc immédiatement en dessous de la goulotte 3, tandis que la matière première en poudre tombe librement du récipient 2 à travers la goulotte 3 et est donc introduite dans l'espace 12 en direction verticale, en passant à travers les ouvertures 6 et 7 du dispositif d'alimentation 5; l'eau chaude (qui constitue le deuxième ingrédient de la boisson), produite dans une chaudière adjacente (non représentée), est introduite dans le même espace 12 à travers un tube d'injection 16. La partie d'extrémité du tube 16 est avantageusement dirigée dans une direction tangentielle aux parois de l'espace 12, c'est-à-dire sensiblement perpendiculaire à la direction verticale Y de chute de la matière première (cf. figure 1). Outre le fait, connu en soi, que l'eau chaude injectée à travers le tube 16 entraîne avec elle la matière première en poudre vers le bas de l'espace 12, une caractéristique importante de la présente invention est que la vapeur se dégageant de l'eau chaude rencontre la fraction la plus volatile et impalpable de la matière première. Celle-ci est en effet soulevée vers le haut, également grâce à la légère aspiration qui se produit à travers l'ouverture 18 du couvercle 8 et, grâce au parcours tortueux imposé par les cloisons de séparation 17, incitée à se déposer à l'intérieur du tiroir 9. Quant au capuchon de protection 4, en raison de sa disposition, il arrête tout ce qui se soulève d'une façon ou d'une autre du dispositif (fraction volatile de la matière première et/ou vapeur) et, selon une caractéristique intéressante, bien que facultative de la présente invention, le recycle à l'intérieur de l'espace de mélange 12. Comme cela est plus visible sur la figure 2, en dessous de l'espace 12 et en communication avec celui- ci à partir de son ouverture d'extrémité 15 susmentionnée, s'étend une chambre d'homogénéisation 20 de forme coudée, qui débouche vers le bas sur une ouverture 21 pour le reflux de la boisson chaude vers le point de distribution. Une paroi 22 de la chambre d'homogénéisation 20 est montée avec l'interposition d'une garniture d'étanchéité 23 afin d'être séparable des autres parois. La paroi séparable 22 est en outre fixée, à l'aide de moyens de liaison traditionnels (non représentés), à une structure fixe 24. A travers une ouverture adéquate (non représentée), ladite paroi séparable 22 de la chambre d'homogénéisation 20 guide l'arbre 26 d'une couronne tournante 27 actionnée par un moteur asynchrone uniphasé 28 qui est soutenu au moyens de vis de fixation 29 à la structure fixe 24 du distributeur automatique. Comme cela est bien connu, la couronne tournante 27 a pour fonction d'homogénéiser les deux ingrédients après le mélange qui a déjà eu lieu dans l'espace 12, afin de produire une boisson chaude de bonne qualité. La référence numérique 25 désigne un disque, monté avec jeu sur ledit arbre 26 à l'extérieur de la chambre d'homogénéisation 20, qui sert de dispositif d'arrêt de la couronne tournante 27. Selon une caractéristique optionnelle de la présente invention, l'étanchéité hydraulique de l'arbre 26, en correspondance avec l'orifice prévu dans la paroi séparable 22 de la chambre d'homogénéisation 20 est assurée par une douille 30 fabriquée dans un matériau synthétique à mémoire élastique, par exemple en PTFE HS 110030. Comme le montrent les figures 2 et 3, la douille 30 est constituée d'une pièce unique qui comprend: un épaulement 31, un siège 32 destiné à un joint torique 33, une lèvre circonférentielle très mince 34 qui s'étend de la face externe de l'épaulement 31 et possède, avant le montage, un diamètre plus petit que le diamètre intérieur de la douille 30. Du fait de la mémoire élastique qui caractérise le matériau dans lequel elle est fabriquée, lorsque la douille 30 est enfilée sur l'arbre 26 en la poussant dans le sens de la flèche F sur la figure 3, la lèvre 34 épouse parfaitement la section transversale de l'arbre 26 et, par conséquent, garantit, avec le joint torique 33, une étanchéité hydraulique parfaite et durable. Les avantages de la présente invention peuvent être résumés comme suit: la fraction la plus volatile et impalpable de la matière première en poudre et la vapeur produite par l'eau chaude ne viennent pas se déposer en divers endroits du distributeur automatique (ce qui donnerait lieu à des opérations coûteuses d'entretien périodique, comme dans les distributeurs actuellement utilisés). En particulier, ladite fraction volatile est retenue dans le tiroir 9 et/ou recyclée à l'intérieur de l'espace 12 grâce au capuchon de protection 4 qui s'étend pratiquement au-dessus du dispositif d'alimentation 5, ainsi qu'autour de la goulotte 3; - l'intégralité du tiroir 9 est amovible et, une fois le couvercle 8 soulevé, peut être facilement nettoyé et purifié, même par des personnes sans qualification particulière; - la fiabilité en service du dispositif mélangeur est résolument bonne, en particulier en ce qui concerne l'étanchéité hydraulique autour de l'arbre 26 de la couronne tournante 27, grâce au matériau à mémoire élastique dans lequel est fabriquée la douille 30; - l'intégralité du dispositif mélangeur est réalisée avec un nombre réduit de composants, ce qui en améliore la fabrication, tant du point de vue technique qu'économique. Bien que la description effectuée ici se réfère au mode de réalisation préféré de l'invention, qui prévoit l'emploi généralisé de matières plastiques pour contact alimentaire pour la fabrication de quasiment toutes les parties constitutives du dispositif mélangeur, il est entendu dès à présent que l'invention pourra être mise en oeuvre également sous diverses formes.. REVENDICATIONS 1. Dispositif mélangeur d'une matière première en poudre et d'eau, qui constituent les ingrédients d'une boisson chaude préparée dans un distributeur automatique, comprenant: - une chambre d'homogénéisation (20) équipée d'une ouverture d'admission (15) d'un mélange des ingrédients et d'une ouverture de sortie (21) pour le reflux de la boisson vers le point de distribution; - des moyens motorisés (27) pour l'homogénéisation du mélange des ingrédients à l'intérieur de ladite chambre (20); - un espace de mélange (12) relié à la chambre d'homogénéisation (20) à travers ladite ouverture d'admission (15) et pourvu de moyens (5, 16) pour l'alimentation, respectivement, en matière première en poudre provenant d'un récipient (2) situé au- dessus et en eau chaude provenant d'une chaudière adjacente, selon deux directions sensiblement perpendiculaires; caractérisé en ce que lesdits moyens (5) pour l'alimentation en matière première sont fabriqués d'une seule pièce avec des premiers moyens (8, 17) aptes à retenir la fraction la plus volatile et impalpable de la matière première en poudre qui est interceptée par la vapeur émise par l'eau chaude injectée à l'intérieur de l'espace mélangeur (12). 2. Dispositif mélangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens (8, 17) coopèrent avec un tiroir (9) qui comprend une chemise toroidale (10), circonférentiellement à distance desdits moyens (5) d'alimentation en matière première, qui soutient le bord de l'ouverture du dessus (7) desdits moyens d'alimentation et se termine sur le dessous par un bord circonférentiel (11) en appui sur ledit espace (12). 3. Dispositif mélangeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit tiroir est pourvu d'une ouverture (18) d'aspiration. 4. Dispositif de mélange selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des seconds moyens (4), aptes à recycler à l'intérieur de l'espace de mélange (12) la fraction la plus volatile et impalpable de la matière première en poudre, sont prévus autour d'une goulotte (3) destinée au passage de la matière première dudit récipient (2) à l'espace de mélange (12). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens motorisés d'homogénéisation consistent en au moins une couronne tournante (27), disposée à l'intérieur de la chambre d'homogénéisation (20), actionnée par un moteur électrique (28) au moyen d'un arbre (26) guidé par une paroi (22) de ladite chambre (20) grâce à l'interposition de moyens d'étanchéité (30, 33), caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité comprennent une douille (30) fabriquée dans un matériau synthétique à mémoire élastique et disposée à l'endroit auquel ledit arbre (26) traverse ladite paroi.