BR112013030555B1

BR112013030555B1 - instalação de condicionamento que tem bicos de enchimento equipados com condutos de colocação em alça do corpo de bico

Info

Publication number: BR112013030555B1
Application number: BR112013030555-0A
Authority: BR
Inventors: Bertrand Gruson
Original assignee: Serac Group
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2020-11-17
Also published as: BR112013030555A2; US20130000779A1; EP2726395A1; US9561945B2; PL2726395T3; EP2726395B1; ES2538458T3; DK2726395T3; FR2977249A1; FR2977249B1; WO2013004524A1

Abstract

INSTALAÇÃO DE CONDICIONAMENTO QUE TEM BICOS DE ENCHIMENTO EQUIPADOS COM CONDUTOS DE COLOCAÇÃO EM ALÇA DO CORPO DE BICO. A instalação de condicionamento de um produto em recipientes tem uma série de postos de enchimento que têm cada um, um bico de enchimento (2) que tem um corpo de bico que tem uma extremidade superior ligada a um conduto de alimentação (7) de bicos de enchimento, e uma extremidade inferior dotada de um orifício (8) equipado com uma válvula comandada, o bico de enchimento sendo equipado com um conduto de colocação em alça 10, que deságua no corpo de bico (6) acima da válvula (9), e adaptado para ser ligado por um órgão de ligação (11) a um conduto de alimentação geral (12) entre uma válvula de retenção (14) e uma válvula de isolamento (15), uma válvula de purga (17) sendo ligada ao conduto de alimentação geral (12) entre a válvula de isolamento (15) e o órgão de ligação (11).

Description

[001] A presente invenção é relativa a uma instalação de condicionamento de um produto em recipientes.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

[0002] São conhecidas instalações de condicionamento de um líquido que tem uma série de postos de enchimento que têm cada um, um bico de enchimento e um órgão suporte para suportar um recipiente diretamente abaixo do bico de enchimento, para encher sucessivamente recipientes com uma quantidade predeterminada de produto.

[0003] Nestas instalações o bico de enchimento tem um corpo de bico que tem a extremidade superior ligada a um conduto de alimentação e uma extremidade inferior dotada de um orifício equipado com uma válvula comandada.

[0004] Quando da colocação em operação da instalação para o condicionamento de um novo produto, é primeiro necessário assegurar um enchimento dos corpos de bico. Considerando a estrutura dos bicos de enchimento, é necessário para isto alimentar os bicos de enchimento mantendo o orifício inferior aberto até que uma purga completa dos condutos e dos corpos de bico do ar que eles continham inicialmente, quer dizer, até que produto não carregado de bolhas de ar escoe através deste orifício. O produto que escoa através do orifício inferior é recolhido por um coletor adjacente a este orifício. Para assegurar que bolhas de ar não alcancem novamente o conduto de alimentação do bico de enchimento é necessário deixar o produto escoar durante um tempo relativamente importante durante o qual a instalação não é utilizada pelo condicionamento de produto nos recipientes.

[0005] Por outro lado, por razões de congestionamento, o coletor utilizado para a recuperação do produto durante o enchimento inicial dos bicos de enchimento é genericamente utilizado igualmente para recuperação do produto de lavagem e de limpeza dos bicos de enchimento de maneira que não seja mais desejável reutilizar o produto que escoa quando do enchimento inicial do bico de enchimento. Isto representa, pois, uma perda não apenas em termos de custo do produto não utilizado, mas igualmente do custo adicional de tratamento dos produtos recuperados no coletor.

[0006] Além disto, existe atualmente uma preocupação ecológica que visa limitar não apenas as perdas de produto, mas igualmente o consumo de água quando da lavagem da instalação. Seja, as instalações tradicionais têm, genericamente, uma cuba de enchimento que é ligada ao bico de enchimento para permitir regular a vazão de produto jogando, por exemplo, com a pressão de ar na superfície do produto. Por outro lado, esta camada de ar impede que as aberturas e fechamentos das válvulas dos bicos não ocasionem variações de pressão ou de vazão de produto, na saída da cuba de enchimento. A lavagem desta cuba de enchimento e dos tubulares associados precisa, contudo, de quantidades importantes de água de maneira que a tendência é para a redução do tamanho das cubas de enchimento.

[0007] Existem, assim, instalações de condicionamento de produto nas quais o conduto de alimentação geral é ligado aos bicos de enchimento por um órgão de ligação, ou difusor, montado em lugar da cuba de enchimento.

[0008] A evacuação total do ar dos condutos de alimentação, do órgão de ligação e dos bicos de enchimento é efetuada durante uma fase de pré- produção durante a qual os bicos são alimentados por produto, que é derramado em recipientes eliminado em seguida ou em uma goteira de recuperação do produto até o desaparecimento completo das bolhas. Uma quantidade relativamente importante de produto é desperdiçada. Por outro lado, os produtos que servem ao enchimento aprisionam ar, quando de sua fabricação, geralmente sob a forma de bolhas que são necessárias eliminar para melhorar a precisão e a repetitividade do enchimento e impedir o transbordamento dos recipientes. Uma parte deste ar, por outro lado, corre o risco de acumular nas partes altas dos condutos de alimentação, tornando necessária uma intervenção do operador durante a produção, para evacuar o ar acumulado, operando sobre uma válvula de descarga (ventilação).

[0009] Uma solução para este problema foi substituir o órgão de ligação por uma cuba de enchimento de volume reduzido. Com efeito, nas cubas de enchimento as bolhas sobem facilmente para a superfície do produto: as cubas de enchimento facilitam assim a desgaseificação ou retirada de bolhas do produto, e são tanto mais úteis quanto o produto é viscoso. Todavia, coloca-se então, novamente, o problema de lavagem da cuba.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[0010] Um objetivo da invenção é propor uma instalação confiável de condicionamento de um produto em recipientes, que permite minimizar a quantidade de produto perdido e o consumo de água de lavagem quando das trocas de produto. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0011] Tendo em vista a realização deste objetivo propomos, de acordo com a invenção, uma instalação de condicionamento de um produto em recipientes, a instalação tendo no mínimo um posto de enchimento que tem um bico de enchimento e um órgão suporte para suportar um recipiente diretamente abaixo do bico de enchimento, o bico de enchimento tendo um corpo de bico que tem uma parte ligada a um conduto de alimentação do bico de enchimento ligado a um conduto de alimentação geral dotado de uma válvula de isolamento, e uma extremidade inferior dotada de um orifício equipado com uma válvula comandada. O bico de enchimento é equipado com um conduto de colocação em alça, que desemboca no corpo de bico acima da válvula e ligado a um órgão de ligação ligado ao conduto de alimentação geral e a um conduto de purga principal para ligar de maneira seletiva o bico a estes condutos. Um conduto de purga secundário é ligado através de uma válvula de purga secundária ao conduto de alimentação geral à montante da válvula de isolamento e ao conduto de purga principal à montante de uma válvula de purga principal, e um trecho superior do conduto de purga principal é orientado para aprisionar bolhas de ar que sobem do produto.

[0012] Assim, durante o enchimento inicial, o corpo do bico de enchimento é alimentado pelo conduto de colocação em alça, de maneira que o produto escoa no mesmo sentido que o ar aprisionado no bico de enchimento e é suficiente enviar nos condutos uma quantidade de produto líquido apenas muito ligeiramente superior ao volume dos condutos e do corpo do bico de enchimento para que os condutos de alimentação, o bico e o órgão de ligação sejam purgados do ar que eles continham inicialmente. Este enchimento inicial é, por tanto, muito rápido, e a quantidade de produto rejeitado é muito pequena. A ausência de cuba de enchimento e de tubulares associados permite limitar a água de lavagem e o circuito de purga assegura uma função de desgaseificação ou de retirada de bolhas que permite eliminar o ar dos condutos de alimentação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0013] Outras características e vantagens da invenção aparecerão quando da leitura da descrição que segue de um modo de realização particular, não limitativo, da invenção em relação com as figuras anexas, entre as quais:

[0014] A figura 1 é uma vista esquemática de conjunto da instalação de acordo com a invenção,

[0015] A figura 2 é uma vista esquemática em corte axial de acordo com um plano vertical de um órgão de ligação montado nesta instalação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0016] Com referência à figura 1, a instalação de enchimento ilustrada tem, de maneira conhecida por si mesma, um carrossel rotativo que tem uma construção rotativa 1 sobre a qual são montados postos de enchimento que têm, cada um, um bico de enchimento 2 e um órgão suporte 4, para suportar um recipiente diretamente abaixo do bico de enchimento, cada órgão suporte 4 estando associado a um órgão de pesagem 5 que assegura o comando do bico de enchimento correspondente em relação com uma unidade de comando não representada.

[0017] Cada bico de enchimento 2 tem um corpo de bico 6 que tem uma extremidade superior ligada a um conduto de alimentação 7 de bico de enchimento, e uma extremidade inferior dotada de um orifício 8 equipado com uma válvula controlada 9.

[0018] De acordo com a invenção, cada bico de enchimento 2 é por outro lado equipado com um conduto de colocação em alça 10 que tem uma extremidade fixada ao corpo de bico 6 e que desemboca no corpo de bico acima da válvula 9, e uma extremidade oposta ligada a um órgão de ligação de diversas vias 11, ou difusor, cuja estrutura será descrita abaixo com referência à figura 2. O órgão de ligação de diversas vias 11 é ligado por um lado a um conduto de alimentação geral 12, ele mesmo ligado a uma cuba de alimentação 3 através de uma bomba 13 montada na vizinhança da dita cuba de alimentação. Uma válvula de isolamento 16 é montada entre a bomba 13 e a cuba de alimentação 3, para isolar a cuba de alimentação da bomba 13.

[0019] O conduto de alimentação geral 12 é equipado com uma válvula de retenção 14 e uma válvula de isolamento 15 montada entre a válvula de retenção 14 e o órgão de ligação de diversas vias 11.

[0020] Um conduto de evacuação 17 dos efluentes é ligado através de uma válvula 18 ao conduto de alimentação geral 12 entre a bomba 13 e a válvula de retenção 14.

[0021] Um conduto de água de lavagem 19 é ligado através de uma válvula 20 ao conduto de alimentação geral 12 à montante da bomba 13 e à montante da válvula de isolamento 16 da cuba de alimentação 3 em relação ao conduto de alimentação geral 12. Um conduto de alimentação de ar sob pressão 21 é igualmente ligado ao conduto de alimentação geral 12 por intermédio de uma válvula 22 no conduto de alimentação geral 12 à montante da válvula de isolamento 15.

[0022] A instalação compreende um circuito de purga indicado genericamente em 23 que tem um conduto de purga principal 24 ligado ao órgão de ligação de diversas vias 11 e equipado com uma válvula de purga 25 ligada ao conduto de purga 24 por uma ligação em “T”, cujo um ramal oposto à ligação ao conduto de purga 24 é ligado a uma extremidade de um conduto de purga secundário 16 cuja extremidade oposta é ligada através de uma válvula de purga secundária 27 em parte alta do conduto de alimentação geral 12 à montante da válvula de isolamento 15. O conduto de purga secundário 26 tem uma seção de passagem inferior na seção de passagem do conduto de purga principal 24. O conduto de pulga principal 24 compreende um trecho superior 24,1 orientado para aprisionar bolhas de ar que sobem do produto. O dito trecho superior 24.1 é ligado ao órgão de ligação 11 por um trecho vertical 24.2. O trecho superior 24.1 é aqui muito ligeiramente inclinado em relação à horizontal para o trecho vertical 24.2, quer dizer que extremidade do trecho superior 24.1 ligada ao conduto de purga secundário 26 está acima da extremidade do trecho superior 24.1 ligado ao trecho vertical 24.2.

[0023] Dois sensores de presença de produto N2 e N3 são montados sobre o trecho vertical 24.1 para medir a presença no conduto de purga principal 24 de uma quantidade de produto, e a válvula de purga principal 25 é pilotada em função desta quantidade.

[0024] Um sensor de presença de produto N1 é montado sobre o conduto de alimentação principal 12 na vizinhança do órgão de ligação 11.

[0025] Com referência à figura 2, o órgão de ligação de diversas vias 11 tem, de maneira conhecida por si mesma, uma primeira câmara circular 42 para a qual são ligados os condutos de alimentação 7 dos bicos de enchimento 2 dos diferentes postos de enchimento, de acordo com uma repartição regular em torno de um eixo de simetria do órgão de ligação de diversas vias 11. Igualmente, de maneira conhecida por si mesma, a primeira câmara 42 é ligada por um primeiro conduto de ligação 43 ao conduto de alimentação geral 12 por intermédio de uma ligação giratória 44.

[0026] De acordo com a invenção, o órgão de ligação tem, por outro lado, uma segunda câmara 45 concêntrica com a primeira câmara 42 e que se estende sobre a primeira câmara, sendo separada desta por uma divisória intermediária 46. Um segundo conduto 48 é fixado à divisória intermediária 46 e se estende de maneira coaxial ao primeiro conduto 43 no interior deste. A extremidade inferior do conduto 48 é fixada à divisória intermediária 46 por braços radiais que limitam em torno do conduto 48 uma abertura 49 através da divisória intermediária 46. A extremidade superior do conduto 48 é ligada ao interior da ligação giratória 44 para assegurar uma ligação com o conduto 31 da via de acumulação. Os condutos de colocação em alça 10 dos diferentes bicos de enchimento desembocam na parede interior da segunda câmara 45. Um órgão de distribuição em forma de placa circular 50 é montado na segunda câmara 45 de maneira concêntrica a ela. A posição do órgão de distribuição 50 na segunda câmara 45 é determinada por uma haste de comando 52 cuja extremidade superior é ligada a um órgão de comando 53 e cuja extremidade inferior é ligada ao órgão de distribuição por braços radiais que limitam uma abertura 54 através do órgão de distribuição com relação à extremidade inferior do segundo conduto 48. A face superior do órgão de distribuição 50 compreende uma superfície anelar 55 que fecha a abertura 49 de maneira estanque quando o órgão de distribuição 50 está em posição alta, aplicado contra a parede intermediária 46.

[0027] Na partida da instalação o circuito da instalação está cheio de ar. Todas as válvulas estão fechadas.

[0028] A placa 50 está em posição alta, assegurando uma configuração de colocação em alça que permite fazer do (equipamento de) enchimento um prolongamento do conduto de alimentação geral 12 e coloca em série: - o conduto de alimentação geral do ouse, - o tubo de alimentação central 31 do órgão de ligação 11, - os condutos de colocação em alça 10, - os bicos de dosagem 2, - os condutos de alimentação 7, - a parte alta 42 do órgão de ligação 11, - o circuito de purga 23.

[0029] A configuração de colocação em alça é utilizada quando das fases de purga de ar no início de produção ou quando de lavagens.

[0030] A partir desta posição é realizada uma purga do ar contido no circuito da instalação. As válvulas de isolamento 16, 15, a válvula de retenção 14, a válvula de purga principal 25, são abertas, e a bomba 13 é ativada para admitir produto sob pressão nos condutos de alimentação e purgar estes quanto a ar, até que o produto alcance o sensor N3. Ar é evacuado pela válvula de purga principal 25, mas uma parte do ar é retida no trecho superior 24.1.

[0031] Quando o produto alcança o sensor N3 em um nível que corresponde ao volume total dos corpos 6 dos bicos de enchimento e dos condutos de alimentação 7 dos bicos de enchimento, a válvula de retenção 14 é fechada.

[0032] Em produção. A placa 50 é trazida em posição baixa e a válvula de retenção 14 é aberta.

[0033] A válvula de purga secundária 27 então é aberta, o que tem como efeito enviar uma pequena vazão de produto fortemente carregada com ar, uma vez que retirada de uma parte alta do conduto de alimentação geral 12 no trecho superior 24,1 do conduto de purga principal 24. Como o trecho superior 24.1 é praticamente horizontal e a vazão é pequena, a camada de produto tem uma pequena espessura que é favorável à subida das bolhas à superfície, de maneira que o trecho superior 24,1 representa o papel de “retirar bolhas”, criando uma separação entre estas bolhas que permanecem na superfície do produto e o produto que desce para o órgão de ligação 11. A pequena vazão de produto no conduto de purga secundário 26 em relação à vazão do conduto de purga principal 24 é obtida dimensionando de maneira correta a seção destes dois condutos. Como variante, é possível jogar igualmente sobre a seção de passagem da válvula de purga secundária 27.

[0034] Na medida em que as bolhas se acumulam no conduto de purga principal 24, o nível de produto no trecho vertical 24.1 do conduto de purga principal 24 baixa progressivamente. Quando este alcança o sensor N2, a válvula de purga principal 25 é pilotada para abrir, o que permite evacuar progressivamente o excedente de ar contido no conduto de purga principal 24. A válvula de purga principal 25 é pilotada para fechar quando o produto sobe até o sensor N3. Não há, pois, rejeito de produto associado a este processo de purga do ar contido no produto.

[0035] Esta configuração com um conduto de alimentação em série com um conduto de purga que contém o ar, oferece a vantagem de melhorar de maneira significativa a precisão de dosagem, principalmente no caso da tecnologia ponderai. Com efeito, como foi invocado anteriormente, a presença do ar no conduto de purga principal 24 permite absorver as variações de pressão ligadas à abertura e ao fechamento dos bicos, o que permite ter uma vazão de dosagem relativamente estável.

[0036] Durante o condicionamento do produto nos recipientes, a vazão nos condutos de alimentação 7 dos bicos de enchimento 2 pode ser ajustada pelo grau de abertura da válvula de isolamento 15 por um lado, e pela pressão do ar no trecho superior 24,1 do conduto de purga principal 24. A variação da vazão total nas canalizações 7 dos bicos de enchimento é compensada por uma variação do nível de produto no trecho vertical 24.2 do conduto de purga principal 24, de maneira que a vazão seja sensivelmente constante em cada um dos condutos de alimentação 7 dos bicos de enchimento 2.

[0037] Quando se deseja trocar de produto, a válvula de isolamento 16 da cuba de alimentação 3 é fechada, e um raspador conhecido por si mesmo, correntemente chamado “PIG”, é introduzido no conduto de alimentação geral. A válvula 20 do circuito de lavagem 19 é aberta para que a água de lavagem empurre o raspador, que, ele mesmo, empurra produto de tal maneira que um número de recipientes que correspondem sensivelmente ao volume de produto contido no circuito da instalação é enchido utilizando os bicos de enchimento de maneira convencional. A válvula de purga secundária 27 é fechada antes que o raspador a ultrapasse, e a válvula de isolamento 15 é fechada quando o raspador alcança sua estação de chegada.

[0038] O órgão de ligação 11 é em seguida pilotado em posição alta, para colocar o circuito, em alça. A lavagem é em seguida realizada de maneira tradicional colocando um coletor sob os bicos 2 e sob a válvula de purga principal 25, para recuperar a água de lavagem.

[0039] Ar sob pressão é enviado no conduto de alimentação geral 12 para esvaziar a água de lavagem do circuito da instalação e secá-lo.

[0040] Uma limpeza e uma purga da instalação podem ser efetuadas nas mesmas condições que a lavagem. A instalação está então pronta para condicionar um novo produto trazido de maneira conhecida por si mesma a partir de uma cuba de alimentação ligada em paralelo à válvula de retenção 14 por intermédio de válvulas de separação apropriadas, para evitar uma comunicação entre as cubas de alimentação.

[0041] Bem entendido, a invenção não está limitada aos modos de realização descritos acima e pode-se trazer para ela variantes de realização sem sair do quadro da invenção, tal como definida pelas reivindicações.

[0042] Em particular, embora a instalação tenha sido descrita em relação com uma dosagem ponderai com suporte dos recipientes pelo fundo, a invenção se aplica igualmente a bicos de enchimento associados a suportes de recipientes pelo pescoço, e ou dispositivos de dosagem de medição de vazão.

[0043] Embora a colocação em operação de uma via de acumulação tenha sido descrita em relação com o órgão de ligação de diversas vias de acordo com a invenção que permite alimentar simultaneamente uma série de bicos de enchimento, a invenção pode igualmente ser colocada em operação sobre um bico de enchimento único associado a um jogo de válvulas simples associado a uma rede de condutos ligados de maneira conveniente entre eles.

[0044] Em variante, o órgão de distribuição 50 pode ter sobre sua face inferior pontos salientes que se estendem com relação a cada um dos condutos de colocação em alça 10 para fechá-los quando das operações de produção.

[0045] A válvula de purga principal pode ser substituída por duas válvulas: uma válvula de vazão maior para a purga do circuito fora de produção, e uma válvula de vazão menor para regular a pressão do ar no trecho superior quando da produção.

[0046] Como variante, o circuito de lavagem pode ser ligado ao conduto de purga à montante e ao lado da válvula de purga principal 25. Esta solução, todavia, é mais consumidora de água de lavagem.

Claims

1. Instalação de condicionamento para acondicionar um líquido nos recipientes, a instalação incluindo no mínimo um posto de enchimento compreendendo um bico de enchimento (2) e um órgão suporte (4) para suportar um recipiente diretamente abaixo do bico de enchimento, o bico de enchimento tendo um corpo de bico (6) que tem uma parte ligada a um conduto de alimentação (7) do bico de enchimento ligado a um conduto de alimentação geral (12) dotado de uma válvula de isolamento, e uma extremidade inferior dotada de um orifício (8) equipado com uma válvula controlada (9), em que o bico de enchimento (2) ser equipado com um conduto de colocação em alça (10) que desemboca no corpo do bico (6) acima da válvula controlada (9) e ligado a um órgão de ligação (11) ligado ao conduto de alimentação geral (12) e a um conduto de purga principal (24) para ligar de maneira seletiva o bico a estes condutos, e caracterizada pelo fato de que um conduto de purga secundário é ligado através de uma válvula de purga secundária ao conduto de alimentação geral a montante da válvula de isolamento e ao conduto de purga principal à montante de uma válvula de purga principal, e em que um trecho superior do conduto de purga principal é orientado para aprisionar bolhas de ar que sobem do produto.

2. Instalação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o órgão de ligação ser preparado para ter um primeiro estado de ligação simultânea do conduto de alimentação e do conduto de colocação em alça no conduto de alimentação geral, e um segundo estado de ligação de uma parte do conduto de colocação em alça ao conduto de purga principal (24) e por outro lado do conduto de alimentação ao conduto geral de alimentação.

3. Instalação de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de o órgão de ligação (11) ser um órgão de diversas vias que tem uma via ligada ao conduto de alimentação (7) do bico de enchimento, e uma via ligada ao conduto de colocação em alça (10), uma via ligada ao conduto de alimentação geral (12) e um órgão de distribuição (50) preparado para alimentar o conduto de alimentação (7) do bico de enchimento e o conduto de colocação em alça (10) de acordo com uma ligação paralela ou uma ligação em alça.

4. Instalação de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de o órgão de ligação de diversas vias (11) comportar um primeiro conduto (43) ligado ao conduto de alimentação geral (12) e que desemboca em uma primeira Câmara (42) a qual está ligada ao conduto de alimentação (7) do bico de enchimento, um segundo conduto (48) ligado ao órgão de acumulação (13) e que desemboca em uma segunda câmara (45) separada da primeira câmara (42) por uma divisória intermediária (46) que tem um orifício de comunicação (49) e à qual é ligado o conduto de colocação em alça (10), e um órgão de distribuição (50) montado móvel na segunda câmara entre duas posições para fechar ou o conduto de colocação em alça (10) ou o orifício de comunicação (49), o órgão de distribuição (50) sendo perfurado por uma abertura (54) em relação ao segundo conduto (48).

5. Instalação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ter meios (N2, N3) para medir a presença no conduto de purga de uma quantidade de produto e por a válvula de purga principal ser pilotada em função desta quantidade.

6. Instalação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender diversos postos de enchimento que têm condutos de alimentação (7) de bicos de enchimento e condutos de colocação em alça (10) ligados ao órgão de ligação comum (11).

7. Instalação de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de os condutos de alimentação (7) de bicos de enchimento, e os condutos de colocação em alça (10) serem regularmente repartidos em torno de um eixo de simetria do órgão de ligação.

8. Instalação de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de comportar um circuito de lavagem (19, 20) ligado ao conduto de alimentação geral (12).