Domaine technique

La présente invention concerne une pompe volumétrique à liquide comprenant une cartouche chauffante. Cette pompe permet de pomper du liquide, de le chauffer et de faire aussi une mesure de volume.

Etat de la technique On connaît de nombreux exemples de pompes à liquide

fonctionnant selon différents principes. Il existe par ailleurs différents types de dispositifs de chauffage d'eau. De nombreuses machines à café emploient un réservoir dans laquelle l'eau est préchauffée avant d'être pompée à travers la poudre de café puis versée dans les tasses. Ces dispositifs nécessitent de préchauffer un volume d'eau plus important que celui qui sera finalement utilisé, ce qui occasionne un gaspillage

énergétique. Lorsqu'inversement on a besoin d'un volume de café supérieur à la contenance du réservoir, il est nécessaire d'attendre après le remplissage que l'eau nouvellement introduite ait été chauffée. On connaît par ailleurs des dispositifs de chauffage de liquide en continu dans lesquels l'eau est chauffée lors de son passage dans un tube ou un tuyau. De tels dispositifs sont décrits par exemple dans la demande de brevet EP-A1 -1380243 (Nestec SA), qui illustre un module de chauffage de liquide comportant un tube creux revêtu d'au moins deux résistances chauffantes, par exemple des fils ou des encres conductrices déposées sur un substrat. Une solution similaire est aussi décrite dans EP-A1 -1097663.

Les solutions de l'art antérieur nécessitent en général une pompe pour faire circuler l'eau dans un tube chauffant ou un thermobloc, et un débitmètre pour contrôler la quantité d'eau fournie. Le dispositif complet comporte donc de nombreuses pièces discrètes distinctes, complexes à combiner, et dont l'assemblage nécessite un volume important. Par ailleurs, la température de l'eau dépend à la fois du courant électrique dans le module de chauffage et du débit de l'eau dans le tube, ce qui nécessite une régulation assez complexe. La demande de brevet FR2780262 décrit une machine à café comportant une pompe à piston creux animé par un moteur

électromagnétique. Le piston creux traversé par le liquide est difficile à nettoyer ; en outre, il ne permet pas de déplacer un volume d'eau constant à chaque actionnement. Un débitmètre est donc requis, formé dans ce cas d'une roue folle à ailettes mise en rotation par le flux de liquide.

D'autres exemples de distributeur de boisson chaude comportant une pompe à piston sont décrits dans les brevets US2654505 et FR2012636.

WO2005108849 décrit une pompe pour lubrifiant qui comprend au moins un piston de dosage entraîné par un actionneur qui comporte un élément chauffant. L'élément chauffant chauffe un matériau qui se dilate afin d'entraîner le déplacement du piston de dosage. Cette pompe ne permet pas de chauffer le liquide dans le cylindre.

US3508845 décrit un procédé et un dispositif permettant d'obtenir de hautes pressions avec un compresseur à membrane. L'huile pompée par un piston est chauffée au préalable par une résistance chauffante dans un réservoir. Ce dispositif entraîne des déperditions importantes puisque la chaleur produite par la résistance chauffante est transmise au liquide en amont des pompes. La demande de brevet EP-A1 -496939 décrit une autre pompe pour machine à café comportant un piston coulissant dans un cylindre actionné par un moteur et un actuateur. La course du piston, qui détermine le volume de liquide aspiré puis rejeté dans le cylindre, est contrôlée à l'aide de micro-connecteurs ou d'un encodeur connectés au moteur. Les signaux des microswitches ou de l'encodeur sont traités par une électronique qui génère des signaux de commande pour le moteur. Le volume d'eau dans le cylindre est chauffé à l'aide d'un fil résistif bobiné autour de la surface externe du cylindre et parcouru par un courant électrique.

Cet arrangement permet de chauffer le liquide directement à l'intérieur de la pompe, de sorte qu'un tube chauffant additionnel n'est pas requis. Par ailleurs, l'usage d'une pompe à piston permet de contrôler facilement le volume de liquide aspiré, simplement en modifiant la course du piston. Toutefois, le temps nécessaire à l'obtention d'une tasse de café chaud est important, pour plusieurs raisons :

Tout d'abord, le tube est chauffé à l'aide d'un fil discret enroulé autour du cylindre. Seule une partie de la chaleur émise par le fil est transmise au cylindre puis au liquide ; le reste est dissipé dans l'air. La résistance thermique entre le fil et le cylindre est en effet importante, à moins que des mesures coûteuses, par exemple l'utilisation d'une pâte conductrice électriquement, ne soient mises en œuvre. D'autre part, le chauffage du cylindre commence uniquement lorsque celui-ci est plein de liquide. L'inertie thermique importante du fil chauffant et du cylindre ralentit la transmission de chaleur et augmente le temps nécessaire au chauffage du volume de liquide aspiré. Cette inertie rend en outre difficile le maintien précis d'une température du liquide constante ; le temps de réaction du système est trop important, notamment lorsque les conditions externes changent, par exemple lors de l'évacuation du liquide. Par ailleurs, en raison de l'inertie thermique importante et de la résistance thermique entre le fil et le cylindre, le système reste chaud pendant une durée relativement importante même lorsque le courant électrique est interrompu.

Enfin, la chaleur de la résistance est transmise sur toute la longueur du cylindre, même lorsqu'une faible quantité de liquide doit être chauffée pour un espresso par exemple. Les spires de la résistance au-dessus du- piston, dans la zone vide de liquide, fournissent une chaleur qui n'est guère utilisée et qui est transmise à l'environnement en pure perte. Si le gaspillage de courant électrique qui en résulte peut à la rigueur être toléré dans une installation alimentée par le courant électrique du réseau, il n'en va pas de même dans le cas d'une machine destinée à être alimentée par une source de courant autonome, par exemple une batterie automobile. Le document WO2009/087203 décrit une pompe à liquide

comprenant un circuit électrique de chauffage du cylindre avec au moins deux branches afin de chauffer électriquement le liquide dans le cylindre, les branches étant réalisées sous la forme de piste mince électriquement conductrice déposée sur ou dans la paroi du cylindre et occupant des portions longitudinales différentes le long dudit cylindre, afin de contrôler la portion longitudinale du cylindre chauffée en sélectionnant les branches parcourues par un courant en fonction du volume de liquide chauffé à produire.

Cette pompe permet donc de délivrer un volume d'eau contrôlé, à une vitesse d'écoulement contrôlée, et avec une température constante tout au long de l'écoulement. Il est connu en effet que la qualité d'un café dépend fortement de la température de l'eau traversant la poudre ; une température précisément contrôlée et constante tout au long de

l'écoulement au travers de la poudre permet d'améliorer considérablement la qualité du café obtenu. En effet, une température trop basse ne permet pas à l'eau d'emporter tous les arômes du café, tandis qu'une température trop élevée brûle certains arômes, ou produit même des bulles de vapeur qui traversent simplement la poudre de café sans en prendre le goût.

Grâce à cette pompe il est possible de choisir la portion

longitudinale du cylindre qui est chauffée en chaque instant en

sélectionnant les branches alimentées en courant. On alimentera donc un nombre de branches qui dépend de la quantité de volume à chauffer, de manière à éviter de dissiper de la chaleur sur de larges portions du cylindre au-dessus de la limite de course supérieure du piston. Dans un exemple, seule la moitié inférieure du cylindre est chauffée avec une branche lorsqu'on souhaite produire un demi-volume de cylindre d'eau chaude. Cette pompe présente cependant différents inconvénients. Tout d'abord la fabrication industrielle de pistes conductrices sur un cylindre s'avère, de manière inattendue, délicate et onéreuse.

D'autre part, dans le cas d'une installation avec le cylindre en position horizontale, c'est-à-dire lorsque le piston coulisse selon une direction horizontale, et que le cylindre contient peu de liquide, la vapeur qui se forme au-dessus du liquide dans le cylindre peut détruire ou décoller les branches résistives. Une telle installation à l'horizontal est cependant utile pour certaines configurations de machine à café, par exemple dans le cas d'une utilisation dans une voiture, une caravane, un camion ou tout véhicule autonome électriquement.

La position horizontale de la pompe est également avantageuse pour réduire le gradient de la température du liquide, ce qui améliore la qualité du café produit et réduit le gaspillage énergétique. Une telle utilisation à l'horizontal de la pompe décrite dans

WO2009/087203 n'est cependant pas indiquée, puisque son

fonctionnement correct est garanti seulement dans le cas où son piston coulisse selon une direction verticale.

Par ailleurs, dans WO2009/087203 une sonde de température mesure la température du liquide en sortie, afin d'interrompre ou de modifier le courant électrique des branches en fonction de la température du liquide, par exemple 94° C. Cependant si l'environnement où la pompe est placée est froid, au début la température mesurée par la sonde ne correspond pas à la température du liquide, puisque cette température dépend aussi de la température externe.

Il existe donc un besoin pour une pompe à liquide qui permette de délivrer un volume d'eau contrôlé avec une température constante tout au long de l'écoulement comme la pompe de WO2009/087203, mais qui puisse aussi être utilisée quand le piston coulisse selon une direction horizontale Il existe aussi un besoin pour une pompe à liquide qui permette une mesure plus efficace de la température du liquide chauffé.

Bref résumé de l'invention

Un but de la présente invention est d'éviter ou d'atténuer un ou plusieurs inconvénients mentionnés ci-dessus. Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d'une pompe à liquide selon la revendication 1 et d'un procédé pour chauffer un volume déterminé de liquide d'un cylindre selon la revendication 15.

La pompe selon l'invention comprend un cylindre, une culasse dans laquelle se trouvent une soupape d'admission et une soupape d'expulsion du liquide, un piston actionné par un tube de transmission. Le piston coulisse dans le cylindre de manière à aspirer et/ou expulser le liquide dans respectivement dehors du cylindre. Au moins une cartouche chauffante est présente dans la chambre afin de chauffer le liquide présent.

Avantageusement, le tube de transmission coulisse autour de la cartouche chauffante dont au moins une portion est immergée dans le liquide, notamment lorsque le piston est en retrait de manière à permettre le remplissage du cylindre. La transmission de chaleur de la cartouche au liquide est ainsi optimale.

Des cartouches chauffantes sont en soi connues dans des domaines très éloignés du domaine des pompes à liquide pour machine à café, par exemple dans le domaine de la métallurgie ou de la production de la plastique. L'utilisation d'une telle cartouche chauffante à l'intérieur d'une pompe à liquide volumétrique, par exemple pour un distributeur de boisson chaude, notamment une machine à café, y compris une machine à café pour voiture ou caravane etc., est tout à fait nouvelle et permet de résoudre les problèmes mentionnés, notamment le problème de

l'utilisation d'une pompe dans laquelle le piston coulisse selon la direction horizontale uniquement. Cette cartouche peut comprendre une ou plusieurs zones de chauffe, correspondant à un ou plusieurs circuits électriques. Dans une autre variante elle peut comprendre une zone progressive de chauffe, correspondant à une résistance bobinée de façon non régulière. De cette façon il est possible non seulement d'obtenir les mêmes effets de chauffage « ad hoc » du liquide selon son volume, en réduisant ainsi le gaspillage énergétique, mais aussi d'utiliser la pompe quand le piston coulisse selon une direction horizontale, ce qui permet une distribution plus homogène de la température dans le liquide à chauffer permettant de ce fait de mieux s'adapter à l'utilisation d'une telle pompe dans une voiture ou une caravane par exemple.

Dans une variante la pompe selon l'invention comprend plusieurs résistances en parallèle dans la même cartouche chauffante, voire plusieurs cartouches chauffantes, pour chauffer plus rapidement une plus grande quantité de liquide. De cette façon il est ainsi possible d'allumer une machine à café comprenant une telle pompe et d'obtenir un chauffage quasi instantané. Par exemple, il est possible de monter trois cartouches chauffantes espacées angulairement de 120°, ou quatre cartouches chauffantes espacées de 90°, dans un seul volume d'eau ou dans plusieurs volumes d'eau indépendants, ou traversés successivement par la même portion de liquide.

Dans une autre variante chaque cartouche chauffante comprend un capteur de température pour mesurer la température du liquide : à la différence des solutions connues, cette mesure est efficace et précise, puisqu'elle est effectuée au centre du volume de liquide chauffé.

Dans une autre variante la pompe comprend un capteur de position, par exemple un capteur angulaire agencé pour coopérer avec les dents d'une poulie menante qui met en rotation à travers un moteur électrique une vis de poussée permettant de déplacer le piston, afin de mesurer la position du piston et, donc, combien de liquide a été aspiré et/ou expulsé. Une barrière lumineuse et/ou un interrupteur peut avantageusement être prévue sur le tube de transmission pour déterminer le point zéro de la course du piston.

L'étanchéité du piston est garantie à l'aide d'au moins un joint, par exemple du type X-ring. Dans une variante préférentielle deux joints sont utilisés, l'un entre le piston et le tube de transmission, l'autre entre le piston et le cylindre. La section en forme de « X » du joint préférentiel permet d'éviter de possibles mouvements de torsion. D'autres géométries de joints sont possibles.

Brève description des figures

Des exemples de mise en œuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles :

La figure 1 illustre une vue d'ensemble d'un mode de réalisation de la pompe selon l'invention.

La figure 2 illustre une vue éclatée de la pompe de la figure 1.

La figure 3 illustre une vue éclatée d'un mode de réalisation de la troisième pièce ou partie de transmission de la pompe selon l'invention.

La figure 4 illustre une vue éclatée d'un mode de réalisation de la première pièce de la pompe ou culasse complète (ensemble soupapes, joints et cartouche).

La figure 5 illustre une vue éclatée d'un mode de réalisation du piston complet (ensemble tube de transmission, piston et joints).

La figure 6 illustre un mode de réalisation de la cartouche chauffante, comprenant deux circuits électriques. La figure 7 illustre un autre mode de réalisation de la cartouche chauffante, comprenant une résistance bobinée de façon non régulière.

Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention

La figure 1 illustre une vue d'ensemble d'un mode de réalisation de la pompe selon l'invention : elle comprend une première pièce 4 ou culasse complète, éclatée sur la figure 4, une deuxième pièce 2 qui comprend l'ensemble des accessoires de montage de la pompe et une troisième pièce 3 ou transmission, éclatée sur la figure 3.

Comme illustré sur la figure 2, la première pièce 4 ou culasse complète, qui est solidaire d'au moins une cartouche chauffante 41, est insérée dans la pièce 5, détaillée sur la figure 5 : en particulier la cartouche 41 est insérée dans un trou longitudinal à travers le piston 52 et dans le tube de transmission 51. Le piston 52 est actionné par le tube de

transmission 51 mobile. Ce dernier est inséré dans une guide 22 de section carré anti-rotation qui engage la vis de poussée sans fin 31 de la pièce 3. La rotation de cette vis 31 détermine le déplacement du piston 52 de la pompe ; son sens de rotation détermine la direction du déplacement. Une portion de la cartouche chauffante 41 est ainsi logée dans le tube 51 tandis que la portion supérieure de cette cartouche est directement immergée dans le liquide à chauffer. La profondeur d'immersion de la cartouche dans le trou du tube 51 dépend de la position longitudinale de ce tube.

Comme détaillé sur la figure 3, la vis 31 est mise en rotation par un moteur 32 à travers une poulie menant 37, une poulie menée 36 et une courroie 35, par exemple une courroie crantée. Chaque poulie peut être dotée d'une rondelle à clipsage 38, par exemple une rondelle Starlock, pour un assemblage rapide et efficace sur l'arbre du moteur électrique 32. Les deux poulies et la courroie permettent d'assurer une réduction de la vitesse et une augmentation du couple transmis par le moteur 32 à la vis 31.

D'autres types de motoréducteurs sans courroies, par exemple des réducteurs à engrenages, peuvent être employés. De même il est possible de monter le moteur ou motoréducteur directement en ligne, sans utiliser de renvoi.

Le moteur 32 est de préférence un vérin linéaire électrique capable de se déplacer alternativement dans un sens puis dans l'autre lorsqu'un courant électrique lui est fourni. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, le moteur peut être alimenté en 12 ou en 24 volts, ou à une tension inférieure, ce qui permet de l'utiliser dans une automobile avec le courant produit par une batterie. D'autres sources de tension continues ou alternatives sont également envisageables dans le cadre de l'invention. Des moteurs rotatifs avec un système de vis sans fin, de came, de bielle ou de courroie crantée, pour convertir la rotation en une translation, ou des vérins pneumatiques, peuvent aussi être employés.

Dans une variante préférentielle le moteur 32 comprend un motoréducteur pour modifier le rapport de vitesse ou/et le couple fournis. Les poulies 36, 37, la courroie 35 et les rondelles sont engagées dans un carter 33 à travers des vis 34, par exemple des vis du type Torx coniques. Ce carter coopère avec le moteur 32 et, à travers l'écrou 312 et le

roulement 310, avec la vis de poussée 31.

La troisième pièce 3 de transmission dans une variante peut comprendre un capteur de position 39 agencé pour coopérer avec la poulie menante 37 afin de mesurer la position du piston 52 dans le cylindre 24 et, donc, combien de liquide a été aspiré et/ou expulsé. Dans une variante préférentielle ce circuit 39 comprend un encodeur angulaire qui, selon le nombre de tours faits par la vis 31 lors de sa rotation, détermine la position du piston 52 lors de sa course.

Dans une autre variante ce capteur de position 39 est remplacé par tout autre capteur de position, par exemple un capteur de Hall, placé dans le cylindre 24. Des capteurs de position angulaire montés sur d'autres éléments rotatifs du motoréducteur ou du dispositif, ou des capteurs de position linéaires mesurant directement la position du piston, peuvent aussi être employés.

Dans une variante le tube de transmission 51 comprend une barrière lumineuse et/ou un interrupteur ou tout autre moyen adapté pour déterminer le point zéro de la course du piston.

Dans un mode de réalisation préférentiel, la course du piston 52 peut être contrôlée afin de varier la quantité de liquide aspirée par la soupape 42 puis expulsée via la soupape 43. La course est de préférence contrôlée par un microcontrôleur non représenté en modifiant la durée d'alimentation du moteur 32. La commande peut être effectuée en circuit ouvert, c'est-à-dire en appliquant une durée d'impulsion qui dépend uniquement de la valeur de consigne choisie pour la course et le volume, ou de préférence en circuit fermé avec une boucle de contre-réaction prenant en compte une valeur de mesure fournie par le circuit ou le capteur de position 39.

La figure 2 illustre en outre une deuxième pièce 2 de la pompe, qui comprend ses accessoires de montage. Ces accessoires comprennent un cylindre 24, destiné à contenir du liquide, fixé à travers une entretoise carrée 23 à un couvercle 20 à travers des vis 21. Le cylindre 24 est entouré par une ou plusieurs tiges de tractions, qui coopèrent avec des vis 26, pour assurer la stabilité à la pompe et maintenir ses pièces.

La figure 4 illustre une vue éclatée d'un mode de réalisation de la première pièce de la pompe ou culasse complète (ensemble soupapes, joints et cartouche) : la culasse 40 présente deux trous pour engager respectivement la soupape d'admission 42 et la soupape d'expulsion 43 du liquide. Dans une variante préférentielle ces soupapes 42, 43 sont des soupapes anti-retour.

La culasse 40 coopère à travers un joint interne 46, par exemple un joint O-ring, avec au moins une cartouche chauffante 41 et, à travers un joint externe 47, par exemple un joint O-ring, avec le cylindre 24 pour garantir l'étanchéité.

Dans une variante la cartouche chauffante 41 , détaillée sur la figure 6, peut comprendre une ou plusieurs zones de chauffe, correspondant à un ou plusieurs circuits électriques 410, 41 1 , par exemple des circuits résistifs. Dans une autre variante, illustrée sur la figure 7, elle peut comprendre une zone progressive de chauffe, correspondant à une résistance 412 de résistivité variable sur sa longueur. Dans les deux cas il est possible d'obtenir un chauffage « ad hoc » du liquide selon son volume, en réduisant ainsi le gaspillage énergétique : par exemple si la pompe selon l'invention est utilisée dans un distributeur de boisson chaude et qu'après la commande d'un cappuccino un expresso est commandé, la cartouche chauffante 41 pourra chauffer seulement une portion réduite du cylindre, inférieure à la portion chauffée pour le cappuccino. Il est aussi possible de réduire le chauffage de la portion de cartouche insérée dans le tube de transmission 51 , et de chauffer davantage la portion de cartouche

immergée dans le liquide à chauffer. La portion de cartouche chauffée, et le courant circulant dans cette cartouche, peut en outre varier lors du déplacement du piston. La cartouche chauffante 41 comprend un thermocouple qui peut être intégré dans la cartouche même. Dans une variante une telle

cartouche 41 peut comprendre un capteur de température non illustré pour mesurer la température du liquide. La mesure de température ainsi effectuée est précise et efficace, puisqu'elle est effectuée au centre du volume de liquide, en évitant que la température de l'environnement puisse la modifier de façon erronée.

Le choix du nombre de zones de chauffe à alimenter en courant peut aussi dépendre de la température du liquide souhaitée. De manière générale, la puissance de chauffe, et donc le temps nécessaire à l'obtention d'une température de liquide donnée, peut être contrôlée en agissant sur un ou plusieurs des paramètres suivants : Nombre de circuits électriques 410, 41 1 alimentés en courant

- Connexion des circuits électriques 410, 41 1 entre eux (série,

parallèle, etc.)

- Durée du courant dans les circuits électriques 410, 41 1. Il est possible d'alimenter certains circuits électriques 410, 41 1 plus longtemps, ou différemment, que d'autres.

- Intensité du courant dans chaque circuits électriques 410, 41 1 ou résistance 412, ou modulation de cette intensité en fonction du temps. Le choix du ou des paramètres ci-dessus dépend du volume de liquide à chauffer et de la température de consigne introduite avec un circuit de commande 12 non représentée, et éventuellement de la température initiale du cylindre si elle est connue. Le capteur de

température de la cartouche 41 ou un capteur de température externe peut en outre être utilisé pour mesurer la température du liquide, afin d'interrompre ou de modifier le courant électrique en fonction de la température mesurée et d'effectuer ainsi une régulation en boucle fermée.

Les dimensions externes de la cartouche 41 peuvent être définies de façon très précise et adaptée à la pompe : par exemple dans une variante son diamètre externe peut être normalisé et même rectifié, d'où une simplification de l'étanchéité avec le piston.

Dans une variante la pompe selon l'invention peut comprendre plusieurs cartouches chauffantes 41 en parallèle, soit pour chauffer plus de liquide, soit pour chauffer la même quantité de liquide dans un temps inférieur. La présence d'une telle cartouche rend aussi la pompe plus sûre, puisque la source de la chaleur est interne au tube de transmission 51 et qu'elle n'est pas directement accessible par un utilisateur, ce qui permet de réduire le risque de brûlure. Avantageusement la pompe comprend un circuit électronique 8 non représenté, par exemple un microcontrôleur contrôlé par un

programme d'ordinateur ou un circuit FPGA, qui commande de préférence les événements suivants :

- Ouverture et fermeture des soupapes 42, 43. - Alimentation du moteur 32 de manière à provoquer le

déplacement du piston 52

- Commande des différentes zones chauffantes 410, 41 1, 412 de la cartouche chauffante 41

- Prise en compte des signaux fournis par le capteur de position 39 du piston, par le capteur de température, et par un circuit de commande non représenté permettant d'introduire des valeurs de consigne pour le volume à chauffer et/ou la température à obtenir.

La figure 5 illustre une vue éclatée d'un mode de réalisation de la pièce 5 de la pompe selon l'invention, comprenant le tube de transmission 51 , dans le quel au moins une cartouche chauffante 41 est engagée, qui à une extrémité coopère avec un écrou 50 qui permet d'empêcher sa rotation, et à l'autre extrémité avec le piston 52. Un joint interne 53 en forme d'anneau assure l'étanchéité entre le piston 52 et le tube de transmission 51. Un joint externe 54 assure l'étanchéité entre le piston 52 et le cylindre 24, Avantageusement la section de ces joints 53, 54 peut être en forme de « X » - il s'agit donc de joints « X-ring » - pour éviter des

mouvements de torsion.

Dans une autre variante la pompe peut comprendre deux pistons ou plus travaillant avantageusement de façon déphasée pour transférer et chauffer plusieurs fois des quantités de liquide contrôlées. Cela permet de fournir un liquide chaud en continu, sans point mort lors du remplissage du piston. Par ailleurs, en modifiant le nombre de pistons effectivement utilisés, on peut contrôler le volume de liquide chauffé et transféré. Le nombre de pistons utilisés peut être modifié à l'aide de commandes numériques pour contrôler les soupapes qui doivent être ouvertes ou fermées lors de chaque cycle, et éventuellement les pistons qui doivent être déplacés. Les différents pistons peuvent être entraînés par le même moteur ou vérin, ou par des vérins individuels. La course des différents postons peut être identique, ou différente. II est également possible d'employer un piston à double effet, qui aspire et refoule le liquide en continu afin de réduire le temps de tirage. Dans ce cas la pompe comprendra deux culasses, deux soupapes

d'admission et deux soupapes d'expulsion.

Dans un mode de réalisation avantageux, la pression du liquide éjecté hors du cylindre est également contrôlée à l'aide d'une boucle de réaction, afin d'employer une pression du liquide à travers la poudre de boisson adaptée au type de boisson désiré. La pression du liquide influence en effet directement la qualité du café ou de la boisson. Dans ce but, le dispositif de l'invention comporte avantageusement un détecteur de pression en aval du cylindre, non représenté, fournissant une valeur de mesure utilisée par un circuit de régulation pour contrôler le courant appliqué au système de translation du piston et obtenir ainsi une pression de liquide constante au cours de l'évacuation et proche de la valeur de consigne dépendant de la boisson désirée. Nous allons maintenant décrire le procédé mis en œuvre pour produire une quantité désirée de liquide chaud. Dans une première étape, au moins une zone de chauffe 140, 141 , 142 est activée afin de faire circuler un courant électrique dans la cartouche chauffante 41 , de manière à préchauffer le cylindre. La chaleur produite par la cartouche chauffante 41 est transmise à la portion correspondante des parois du cylindre 24.

Simultanément, ou peu de temps avant ou après, la soupape d'admission 42 est ouverte tandis que la soupape d'expulsion 43 est fermée, par exemple de manière électromécanique sous le contrôle d'un circuit électronique de commande, ou de façon mécanique, par exemple à l'aide de ressorts.

Le piston 52 est ensuite relevé sous l'action du moteur 32, de manière à aspirer le liquide à l'intérieur du cylindre 24 et au travers de la soupape d'admission 42. Le chauffage du cylindre est de préférence poursuivi au cours de l'aspiration. La course du piston 52 est de préférence régulée de manière à correspondre au volume de liquide à produire à l'aide de la commande à boucle ouverte ou à boucle de contre-réaction fermée évoqué plus haut.

Lorsque le piston 52 est arrivé en bout en course ou à la hauteur correspondant au volume de liquide désiré, il est de préférence maintenu à cette position pendant la durée nécessaire au chauffage du liquide à la température désirée. Cette durée peut être déterminée en fonction du volume de liquide, ou de préférence interrompue lorsque la sonde de température de la cartouche ou une sonde externe indique que le liquide a atteint la température souhaitée, par exemple 94° C pour le café.

Le courant électrique injecté dans le circuit, ainsi que le nombre de circuits électriques traversés par un courant, peuvent être régulés en fonction du volume de liquide à chauffer et/ou de la température de consigne à atteindre. La soupape d'admission 42 est de préférence fermée dès que le piston 52 a atteint sa hauteur maximale, afin d'éviter que le liquide chauffé ne ressorte par le canal d'admission ou que la chaleur ne s'échappe par convexion ou mélange de liquide.

La soupape d'expulsion 43 est ensuite ouverte, et le piston 52 redescendu de manière à expulser le liquide chauffé. Le chauffage du cylindre peut être maintenu et régulé pendant cette phase d'expulsion de manière à garantir une température du liquide constante tout au long de l'expulsion. Dans une variante préférentielle, le chauffage est interrompu, ou au moins réduit par diminution du courant électrique, avant l'expulsion complète du liquide hors du cylindre. On exploite ainsi l'inertie thermique du cylindre et on évite de transmettre une chaleur au cylindre qui n'aura pas le temps d'être communiquée au liquide. Dans une variante les vitesses lors de l'aspiration ou de l'expulsion peuvent être variables pour permettre de moduler à souhait la pression / dépression ainsi que les débits du liquide.

L'interruption ou la réduction rapide du chauffage permet en outre d'éviter des différences de température trop importantes entre les dernières gouttes du liquide expulsées et celles qui quittent le cylindre en premier, ce qui permet par exemple d'éviter la production de vapeur inutile par évaporation des dernières gouttes de liquide. Il est aussi possible de modifier les connexions électriques du circuit de chauffage durant le déplacement du piston, et par exemple d'interrompre plus rapidement l'alimentation des pistes imprimées qui recouvrent le bas du cylindre vidé en premier.

Le dispositif et le procédé de l'invention peuvent être employés par exemple pour un distributeur de boisson chaude, notamment une machine à café, y compris une machine à café pour voiture ou caravane ou mobil- home, ou tous véhicules autonomes électriquement tels qu'avions, taxi, trains, bateaux, etc. Une pompe similaire peut aussi être employée pour le dosage de liquide chauffé, dans l'industrie alimentaire, pour le collage avec une colle chauffée, pour l'évacuation de condensais, etc. Numéros de référence employés sur les figures

1 Pompe

2 Deuxième pièce ou ensemble des accessoires de montage

20 Couvercle

21 Vis pour le couvercle

22 Elément carré avec guide

23 Entretoise carrée

24 Cylindre de traction

25 Tige(s) de traction

26 Vis pour les tiges de traction

3 Troisième pièce ou partie de transmission

31 Vis de poussée

310 Roulement

312 Ecrou

32 Moteur

33 Carter

34 Vis pour le carter

35 Courroie

36 Poulie menée

37 Poulie menant

38 Rondelle

39 Capteur de position

4 Première pièce ou culasse complète (ensemble soupapes, j cartouche)

40 Culasse

41 Cartouche chauffante Premier circuit électrique

Deuxième circuit électrique

Résistance bobinée de façon non régulière

Soupape d'admission

Soupape d'expulsion

Joint O-ring interne de la culasse

Joint O-ring externe de la culasse

Piston complet (ensemble tube de transmission, piston et joints)

Ecrou anti-rotation

Tube de transmission

Piston

Joint X-ring interne du piston

Joint X-ring externe du piston