BR112021011140A2 - Bico de enchimento com depressão - Google Patents
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Abstract
bico de enchimento com depressão. bico de enchimento (1, 11, 21) que compreende um corpo (2, 12, 22) tubular dentro do qual são montados uma válvula (7, 17, 27) que se estende em frente a um orifício de entrada de uma câmara de distribuição (c2, c12, c22) e um obturador (7.3, 17.3, 27.3) disposto à jusante da válvula e rigidamente ligado a essa última de maneira a se estender em frente a um orifício de saída (4, 14, 24) da câmara de distribuição. um acionador é acoplado à válvula para deslocar essa última entre uma posição extrema de abertura e uma posição extrema de fechamento, a válvula possuindo uma posição intermediária de fechamento para formar um êmbolo de aspiração quando a válvula é deslocada da posição extrema de fechamento para a posição intermediária de fechamento ou da posição intermediária de fechamento para a posição extrema de fechamento. o obturador compreende um canal (8, 18, 28) que desemboca dentro da câmara de distribuição e em frente ao orifício de saída da dita câmara de distribuição de modo que o canal seja sempre passante qualquer que seja a posição da válvula.
Description
[0001] A presente invenção se refere ao enchimento de recipientes por produtos líquidos, e mais especialmente a um bico de enchimento.
[0002] O enchimento de recipientes em condições industriais é efetuado em instalações de enchimento que compreendem bicos de enchimento e meios de admissão dos recipientes sob os bicos de enchimento.
[0003] É necessário que a instalação permaneça a mais limpa possível a fim de limitar as operações de limpeza da instalação, pois essas operações ocasionam a paralisação da instalação e, portanto, fazem cair a produtividade, mas também evitar uma operação de limpeza dos próprios recipientes.
[0004] Ora, quando um bico de enchimento é comandado para interromper o escoamento de produto no fim do enchimento, resta com frequência uma gota de produto na extremidade inferior do bico, gota de produto que apresenta o risco de cair sobre a parte da instalação ou sobre o recipiente que se encontra perpendicularmente ao bico.
[0005] Para corrigir esse inconveniente, são conhecidos bicos de enchimento que compreendem um dispositivo ligado a uma fonte de vácuo para engendrar uma depressão dentro do bico no fim de cada enchimento e assim evitar a formação de gota na extremidade inferior do bico. As quantidades de produto aspiradas pelo dispositivo são dirigidas para uma cuba principal ou auxiliar.
[0006] Esse tipo de bicos de enchimento permite assegurar a limpeza dos recipientes e/ou das partes da instalação que se encontram a nível inferior do bico limitando assim a formação de gota que corre o risco de cair e sujar o exterior dos ditos recipientes e/ou as ditas partes da instalação.
[0007] No entanto, um tal dispositivo de aspiração engendra uma perda de produto, necessita de um circuito relativamente complexo e ocasiona um aumento do tempo de limpeza da instalação.
[0008] A invenção tem portanto como objetivo propor um meio que permite evitar obviar pelo menos em parte os problemas precitados.
[0009] Com essa finalidade, a invenção propõe um bico de enchimento que compreende um corpo tubular dentro do qual são montados uma válvula que se estende em frente a um orifício de entrada de uma câmara de distribuição e um obturador disposto à jusante da válvula e rigidamente ligado a essa última de maneira a se estender em frente a um orifício de saída da câmara de distribuição. Um acionador é acoplado à válvula para deslocar essa última entre uma posição extrema de abertura e uma posição extrema de fechamento, a válvula possuindo uma posição intermediária de fechamento para formar um êmbolo de aspiração quando a válvula é deslocada da posição extrema de fechamento para a posição intermediária de fechamento ou da posição intermediária de fechamento para a posição extrema de fechamento. O obturador compreende um canal que desemboca dentro da câmara de distribuição e em frente ao orifício de saída da dita câmara de distribuição de modo que o canal seja sempre passante qualquer que seja a posição da válvula.
[0010] Assim, a passagem da válvula da posição extrema de fechamento para a posição intermediária de fechamento ou da posição intermediária de fechamento para a posição extrema de fechamento engendra uma depressão dentro da câmara de distribuição que evita a formação de gota na extremidade inferior do bico.
[0011] De acordo com uma característica especial, a válvula compreende um núcleo que tem uma extremidade superior da qual se estende saliente axialmente uma haste de comando recebida com deslizamento estanque em uma porção cilíndrica do corpo, e uma extremidade inferior da qual se estende saliente axialmente uma haste de distribuição que tem uma extremidade que forma o obturador em frente ao orifício de saída do corpo.
[0012] De maneira especial, o núcleo compreende uma primeira superfície externa troncônica da qual a base menor se conecta à haste de comando e uma superfície externa cilíndrica se conecta com a base maior da dita superfície externa troncônica.
[0013] Vantajosamente, o núcleo compreende uma segunda superfície externa troncônica da qual a base menor se conecta à haste de distribuição.
[0014] De maneira especial, o acionador é um servomotor ou um motor de passo.
[0015] A invenção também se refere a um primeiro processo de distribuição e a um segundo processo de distribuição que empregam um tal bico de enchimento. O primeiro processo de distribuição compreende as etapas seguintes: - trazer um recipiente sob o bico de enchimento, - comandar o acionador de modo a que a válvula esteja na posição extrema de abertura, - comandar o acionador de modo a que a válvula se desloque da posição extrema de abertura para a posição extrema de fechamento, - comandar o acionador de modo a que a válvula se desloque da posição extrema de fechamento para a posição intermediária de fechamento.
[0016] O segundo processo de distribuição compreende as etapas seguintes: - trazer uma parte do bico de enchimento para uma posição baixa na proximidade de um fundo de um recipiente e, entre a posição baixa e uma posição alta fora do recipiente, - comandar o acionador de modo a que a válvula esteja na posição extrema de abertura, - comandar o acionador de modo a que a válvula se desloque da posição extrema de abertura para a posição intermediária de fechamento, - comandar o acionador de modo a que a válvula se desloque da posição intermediária de fechamento para a posição extrema de fechamento.
[0017] A invenção será melhor compreendida à luz da descrição que se segue, que é puramente ilustrativa e não limitativa, e deve ser lida em relação aos desenhos anexos, dentre os quais:
[0018] [Fig. 1A] a figura 1A é uma vista em corte axial de um bico de enchimento de acordo com um primeiro modo de realização da invenção, o bico estando em um estado aberto com a válvula na posição extrema de abertura;
[0019] [Fig. 1B] a figura 1B é uma vista análoga à figura 1A, o bico estando em um primeiro estado fechado com a válvula na posição intermediária de fechamento;
[0020] [Fig. 1C] a figura 1C é uma vista análoga à figura 1A, o bico estando em um segundo estado fechado com a válvula na posição extrema de fechamento;
[0021] [Fig. 1D] a figura 1D é uma vista análoga à figura 1A, o bico estando em um terceiro estado fechado com a válvula em uma posição compreendida entre a posição extrema de fechamento e a posição intermediária de fechamento;
[0022] [Fig. 2A] a figura 2A é uma vista em corte axial de um bico de enchimento de acordo com um segundo modo de realização da invenção, o bico estando em um estado aberto com a válvula na posição extrema de abertura;
[0023] [Fig. 2B] a figura 2B é uma vista análoga à figura 2A, o bico estando em um primeiro estado fechado com a válvula na posição intermediária de fechamento;
[0024] [Fig. 2C] a figura 2C é uma vista análoga à figura 2A, o bico estando em um segundo estado fechado com a válvula na posição extrema de fechamento;
[0025] [Fig. 2D] a figura 2D é uma vista análoga à figura 2A, o bico estando em um terceiro estado fechado com a válvula em uma posição compreendida entre a posição extrema de fechamento e a posição intermediária de fechamento;
[0026] [Fig. 2E] a figura 2E é uma vista em perspectiva de uma extremidade livre da válvula do bico de enchimento ilustrado na figura 2A;
[0027] [Fig. 3A] a figura 3A é uma vista em corte axial de um bico de enchimento de acordo com um terceiro modo de realização da invenção, o bico estando em um estado aberto com a válvula na posição extrema de abertura;
[0028] [Fig. 3B] a figura 3B é uma vista análoga à figura 3A, o bico estando em um estado de semiabertura com a válvula na posição intermediária de abertura;
[0029] [Fig. 3C] a figura 3C é uma vista análoga à figura 3A, o bico estando em um primeiro estado fechado com a válvula na posição intermediária de fechamento;
[0030] [Fig. 3D] a figura 3D é uma vista análoga à figura 3A, o bico estando em um segundo estado fechado com a válvula na posição extrema de fechamento.
[0031] Em referência às figuras 1A a 1D, um bico de enchimento 1 de acordo com um primeiro modo de realização da invenção compreende um corpo 2 vazado,
globalmente tubular, que se estende de acordo com o eixo Z substancialmente vertical.
[0032] Uma primeira parte 2.1 do corpo 2 delimita uma câmara de alimentação C1 cilíndrica que se estende de acordo com o eixo Z e que é destinada a ser ligada a uma fonte de alimentação com produto líquido P por um orifício de entrada 3 disposto em uma parede lateral da câmara de alimentação C1.
[0033] Uma segunda parte 2.2 do corpo 2 delimita uma câmara de distribuição C2 que compreende uma porção a montante de forma cilíndrica e uma porção a jusante de forma troncônica convergente que se estende de acordo com o eixo Z, as porções a montante e a jusante sendo portanto coaxiais à câmara de alimentação C1. A porção a jusante troncônica da câmara de distribuição C2 desemboca em um orifício de saída 4 do corpo 2 pelo qual o produto líquido P pode sair.
[0034] A câmara de alimentação C1 e a câmara de distribuição C2 são ligadas entre si por uma passagem formada por um ressalto 5. Nesse ressalto 5 é disposta uma canelura na qual é montada ligeiramente apertada uma junta 6 de estanqueidade. A espessura da junta 6 é aqui substancialmente igual a 2 milímetros.
[0035] O corpo 2 contém uma válvula, geralmente designada por 7, que compreende um núcleo 7.1 que tem uma extremidade superior da qual se estende saliente axialmente uma haste de comando 7.2 recebida com deslizamento estanque dentro de uma porção cilíndrica da primeira parte 2.1 do corpo, e uma extremidade inferior da qual se estende saliente axialmente uma haste de distribuição 7.3 em frente ao orifício de saída 4 do corpo 2.
[0036] A haste de comando 7.2 é acoplada a um acionador (não representado aqui) para deslocar a válvula 7 entre uma posição extrema de abertura ilustrada na figura 1A e uma posição extrema de fechamento ilustrada na figura 1D. O acionador pode por exemplo ser um servomotor ou um motor de passo comandado por uma unidade de controle.
[0037] O diâmetro d da haste de distribuição 7.3 é ligeiramente inferior ao diâmetro do orifício de saída 4 do corpo 2 de modo a que a dita haste de distribuição 7.3 possa ser recebida com deslizamento no dito orifício de saída 4 e obstruir o mesmo. A fim de facilitar sua introdução no orifício de saída 4, a haste de distribuição 7.3 compreende em uma extremidade livre uma superfície externa troncônica.
[0038] A haste de distribuição 7.3 compreende também um canal 8 que compreende uma primeira porção 8.1 substancialmente vertical que desemboca na base menor da superfície externa troncônica da dita haste de distribuição 7.3, e uma segunda porção 8.2 substancialmente horizontal que desemboca na câmara de distribuição C2. As primeira e segunda porções 8.1, 8.2 do canal 8 são seções substancialmente idênticas e são dispostas de modo a que em serviço, o dito canal 8 seja sempre passante, qualquer que seja a posição da válvula 7.
[0039] Quando a válvula 7 está na posição extrema de abertura ou em uma posição relativamente próxima que corresponde a uma vazão de enchimento predeterminada, o núcleo 7.1 é disposto dentro da câmara de alimentação C1. O núcleo 7.1 compreende, na parte superior, uma superfície troncônica da qual a base menor se conecta com a haste de comando 7.2 e, na parte inferior, uma superfície cilíndrica que se conecta com a base maior da dita superfície externa troncônica. O diâmetro D da superfície externa cilíndrica do núcleo 7.1 é ligeiramente superior ao diâmetro interior da junta 6 e é superior ao diâmetro d da haste de distribuição 7.3.
[0040] O funcionamento do bico de enchimento 1 vai agora ser detalhado.
[0041] Um recipiente destinado a ser cheio com produto líquido P é disposto sob o bico de enchimento 1. A válvula 7 é então levada para a posição extrema de abertura (figura 1A) na qual o produto líquido P que chega pelo orifício de entrada 3 do corpo 2 atravessa a câmara de alimentação C1 e depois a câmara de distribuição C2 para formar um jato de produto líquido P que escoa substancialmente verticalmente a partir do orifício de saída 4 do corpo 2. A vazão de enchimento do recipiente é função da seção do canal 8 e da seção de passagem entre a porção troncônica da câmara de distribuição C2 e a superfície externa troncônica da haste de distribuição 7.3.
[0042] Quando um nível de enchimento predefinido do recipiente é atingido, a válvula 7 desliza substancialmente verticalmente, sob o efeito do acionador, na direção do orifício de saída 4 do corpo 2.
[0043] Em um primeiro tempo, a superfície externa cilíndrica do núcleo 7.1 chega em contato com uma aresta superior da junta 6 (figura 1B). A válvula 7 está então em uma posição intermediária de fechamento na qual o produto líquido P que chega pelo orifício de entrada 3 do corpo 2 não pode mais passar da câmara de alimentação C1 para a câmara de distribuição C2, enquanto que o produto líquido P presente dentro da câmara de distribuição C2 se encontra preso por depressão dentro da dita câmara. A distância que separa a base maior da superfície externa troncônica da haste de distribuição 7.3 da base menor da porção troncônica da câmara de distribuição C2 é aqui substancialmente igual a 1 milímetro de acordo com o eixo Z.
[0044] Enquanto a válvula 7 continua sua descida na direção do orifício de saída 4, a base maior da superfície externa troncônica da haste de distribuição 7.3 chega em contato com a base menor da porção troncônica da câmara de distribuição C2, o que impede qualquer escoamento do produto líquido P entre a porção troncônica da câmara de distribuição C2 e a superfície externa troncônica da haste de distribuição
7.3. A haste de distribuição 7.3 obstrui então o orifício de saída 4 do corpo 2.
[0045] A válvula 7 continua sua descida até que a superfície externa cilíndrica do núcleo 7.1 recubra totalmente a junta 6 e ultrapasse a aresta inferior da dita junta 6 aqui de substancialmente 4 milímetros (figura 1C). Com essa finalidade, o núcleo 7.1 exerce então uma pressão sobre o produto líquido P preso dentro da câmara de distribuição C2 do qual uma parte vai escapar pelo canal 8, o que tem como efeito limitar os salpicos ao nível do orifício de saída 4 do corpo 2. A válvula 7 está nesse caso em uma posição extrema de fechamento na qual o produto líquido P que chega pelo orifício de entrada 3 do corpo 2 não pode passar da câmara de alimentação C1 para a câmara de distribuição C2, e o produto líquido P presente dentro da câmara de distribuição C2 se encontra preso dentro da dita câmara.
[0046] A válvula 7 permanece em seguida durante um tempo predeterminado na posição extrema de fechamento. O tempo predeterminado corresponde ao tempo necessário para que o produto líquido P situado sobre a superfície externa troncônica da haste de distribuição 7.3 escoe ligeiramente para baixo e se acumule para formar uma gota suspensa à base menor da dita superfície externa troncônica da haste de distribuição 7.3.
[0047] No fim do tempo predeterminado, a válvula 7 sobe sequencialmente, ainda sob a ação do acionador, de acordo com o eixo Z de um trajeto aqui substancialmente igual a 2 milímetros (figura 1D). É entendido aqui por “sequencialmente” o fato de que a subida da válvula 7 não é contínua mas sim recortada em várias sequências substancialmente idênticas, cada uma delas sendo entrecortada por um período de imobilização da válvula 7. Cada sequência corresponde aqui a uma subida de alguns décimos de milímetro.
[0048] A cada sequência de subida, o núcleo 7.1 cria, devido a seu diâmetro D superior ao diâmetro d da haste de distribuição 7.3, uma depressão dentro da câmara de distribuição C2 que provoca uma aspiração da gota e permite assim limitar a poluição das paredes externas do recipiente.
[0049] O trajeto de subida da válvula 7 depende notadamente da viscosidade do produto líquido P e da superfície exposta à acumulação do dito produto que forma a gota.
[0050] As figuras 2A a 2E ilustram um bico de enchimento 11 de acordo com um segundo modo de realização da invenção.
[0051] O bico de enchimento 11 compreende um corpo vazado 12 substancialmente idêntico a aquele do bico de enchimento 1 e que se estende de acordo com um eixo Z’ vertical.
[0052] Assim, uma primeira parte 12.1 do corpo 12 delimita uma câmara de alimentação C11 cilíndrica que se estende de acordo com o eixo Z’ e destinada a ser ligada a uma fonte de alimentação com produto líquido P’ por um orifício de entrada 13 disposto em uma parede lateral da câmara de alimentação C11.
[0053] Uma segunda parte 12.2 do corpo 12 delimita uma câmara de distribuição C12 que compreende porções inferior e superior de forma cilíndrica e uma porção intermediária de forma troncônica convergente que se estende de acordo com o eixo Z’, as ditas porções sendo portanto coaxiais à câmara de alimentação C11. A porção inferior cilíndrica da câmara de distribuição C12 desemboca em um orifício de saída 14 do corpo 12 pelo qual o produto líquido P’ pode sair.
[0054] A câmara de alimentação C11 e a câmara de distribuição C12 são ligadas entre si por uma passagem formada por um ressalto 15. Nesse ressalto 15 é disposta uma canelura na qual é montada ligeiramente apertada uma junta 16 de estanqueidade. A espessura da junta 16 é aqui substancialmente igual a 2 milímetros.
[0055] O corpo 12 contém uma válvula, geralmente designada por 17, que compreende um núcleo 17.1 que tem uma extremidade superior da qual se estende saliente axialmente uma haste de comando 17.2 recebida com deslizamento estanque dentro de uma porção cilíndrica da primeira parte 12.1 do corpo, e uma extremidade inferior da qual se estende saliente axialmente uma haste de distribuição 17.3 em frente ao orifício de saída 14 do corpo 12.
[0056] Como precedentemente, a haste de comando 17.2 é acoplada a um acionador (não representado aqui) para deslocar a válvula 17 entre uma posição extrema de abertura ilustrada na figura 2A e uma posição extrema de fechamento ilustrada na figura 2C. O acionador pode por exemplo ser um servomotor ou um motor de passo comandado por uma unidade de controle.
[0057] A haste de distribuição 17.3 do bico de enchimento 11 difere finalmente da haste de distribuição 7.3 do bico de enchimento 1 pelo fato de que ela compreende em uma extremidade livre uma superfície externa troncônica convergente orientada para o interior da dita haste de distribuição 17.3 da qual a base maior é conectada a uma superfície externa cilíndrica de diâmetro d’. O diâmetro d’ é ligeiramente inferior ao diâmetro do orifício de saída 14 do corpo 12 de modo a que a extremidade livre da haste de distribuição 17.3 possa ser recebida com deslizamento no dito orifício de saída 14 e obstruir o mesmo.
[0058] A extremidade livre da haste de distribuição 17.3 compreende também ranhuras 18 axiais transpassantes que formam canais distribuídos substancialmente regularmente em torno da superfície externa cilíndrica da dita haste de distribuição
17.3 (figura 2E). As ranhuras axiais 18 são dispostas de modo a que em serviço, os canais sejam sempre passantes, qualquer que seja a posição da válvula 17.
[0059] Quando a válvula 17 está na posição extrema de abertura, o núcleo 17.1 é disposto dentro da câmara de alimentação C11. Como precedentemente, o núcleo
17.1 compreende, na parte superior, uma superfície troncônica da qual a base menor se conecta com a haste de comando 17.2 e, na parte inferior, uma superfície cilíndrica que se conecta com a base maior da dita superfície externa troncônica. O diâmetro D’ da superfície externa cilíndrica do núcleo 17.1 é ligeiramente superior ao diâmetro interior da junta 16 e é superior ao diâmetro d’ da haste de distribuição q7.3.
[0060] O funcionamento do bico de enchimento 11 é substancialmente idêntico a aquele do bico de enchimento 1 e vai agora ser detalhado.
[0061] Um recipiente destinado a ser cheio com produto líquido P’ é disposto sob o bico de enchimento 11. A válvula 17 é então levada para a posição extrema de abertura (figura 2A) na qual o produto líquido P’ que chega pelo orifício de entrada 13 do corpo 12 atravessa a câmara de alimentação C11 e depois a câmara de distribuição C12 para formar um jato de produto líquido P’ que escoa substancialmente verticalmente a partir do orifício de saída 14 do corpo 12. A vazão de enchimento do recipiente é função da seção de passagem entre a porção troncônica da câmara de distribuição C12 e a superfície externa troncônica da haste de distribuição 17.3.
[0062] Quando um nível de enchimento predefinido do recipiente é atingido, a válvula 17 desliza substancialmente verticalmente, sob o efeito do acionador, na direção do orifício de saída 14 do corpo 12.
[0063] Em um primeiro tempo, a superfície externa cilíndrica do núcleo 17.1 chega em contato com uma aresta superior da junta 16 (figura 2B). A válvula 17 está então em uma posição intermediária de fechamento na qual o produto líquido P’ que chega pelo orifício de entrada 13 do corpo 12 não pode mais passar da câmara de alimentação C11 para a câmara de distribuição C12, enquanto que o produto líquido P’ presente dentro da câmara de distribuição C12 se encontra preso por depressão dentro da dita câmara. A distância que separa a base maior da superfície externa troncônica da haste de distribuição 17.3 da base menor da porção troncônica da câmara de distribuição C12 é aqui substancialmente igual a 1 milímetro de acordo com o eixo Z.
[0064] Enquanto a válvula 17 continua sua descida na direção do orifício de saída 14, a base maior da superfície externa troncônica da haste de distribuição 17.3 chega em contato com a base menor da porção troncônica da câmara de distribuição C12 obrigando o produto líquido P’ a escoar pelas ranhuras axiais 18 da haste de distribuição 17.3. A haste de distribuição 17.3 obstrui então o orifício de saída 14 do corpo 12.
[0065] A válvula 17 continua sua descida até que a superfície externa cilíndrica do núcleo 17.1 recubra totalmente a junta 16 e ultrapasse a aresta inferior da dita junta 16 aqui de substancialmente 4 milímetros (figura 2C). Com essa finalidade, o núcleo
17.1 exerce então uma pressão sobre o produto líquido P’ preso dentro da câmara de distribuição C12 do qual uma parte vai escapar pelas ranhuras axiais 18, o que tem como efeito limitar os salpicos ao nível do orifício de saída 14 do corpo 12. A válvula 17 está nesse caso em uma posição extrema de fechamento na qual o produto líquido P’ que chega pelo orifício de entrada 13 do corpo 12 não pode passar da câmara de alimentação C11 para a câmara de distribuição C12, e o produto líquido P’ presente dentro da câmara de distribuição C12 se encontra preso dentro da dita câmara.
[0066] A válvula 17 permanece em seguida durante um tempo predeterminado na posição extrema de fechamento. O tempo predeterminado corresponde ao tempo necessário para que o produto líquido P’ situado sobre a superfície externa troncônica da haste de distribuição 17.3 escoe ligeiramente para baixo e se acumule para formar gotas suspensas à base maior da dita superfície externa troncônica da haste de distribuição 17.3.
[0067] No fim do tempo predeterminado, a válvula 17 sobe sequencialmente, ainda sob a ação do acionador, de acordo com o eixo Z’ de um trajeto aqui substancialmente igual a 2 milímetros (figura 2D). Como precedentemente, é entendido aqui por “sequencialmente” o fato de que a subida da válvula 17 não é contínua mas sim recortada em várias sequências substancialmente idênticas, cada uma delas sendo entrecortada por um período de imobilização da válvula 17. Cada sequência corresponde aqui a uma subida de alguns décimos de milímetro.
[0068] A cada sequência de subida, o núcleo 17.1 cria, devido a seu diâmetro D’ superior ao diâmetro d’ da haste de distribuição 17.3, uma depressão dentro da câmara de distribuição C12 que provoca uma aspiração das gotas e permite assim limitar a poluição das paredes externas do recipiente.
[0069] O trajeto de subida da válvula 17 depende notadamente da viscosidade do produto líquido P’ e da superfície exposta à acumulação do dito produto que forma as gotas.
[0070] As figuras 3A a 3D ilustram um bico de enchimento 21 de acordo com um terceiro modo de realização da invenção.
[0071] O bico de enchimento 21 compreende, de maneira similar aos bicos de enchimento 1, 11, um corpo vazado 22 globalmente tubular que se estende de acordo com um eixo Z’’ vertical.
[0072] De maneira similar ao bico de enchimento 1, uma primeira parte 22.1 do corpo 22 delimita uma câmara de alimentação C21 cilíndrica que se estende de acordo com o eixo Z’’ e destinada a ser ligada a uma fonte de alimentação com produto líquido P’’ por um orifício de entrada 23 disposto em uma parede lateral da câmara de alimentação C21.
[0073] Uma segunda parte 22.2 do corpo 22 delimita uma câmara de distribuição C22 que compreende porções inferior e superior de forma cilíndrica e uma porção intermediária de forma troncônica convergente que se estende de acordo com o eixo Z’’, as ditas porções sendo portanto coaxiais à câmara de alimentação C21. A porção inferior cilíndrica da câmara de distribuição C12 desemboca em um orifício de saída 24 do corpo 22 pelo qual o produto líquido P’’ pode sair.
[0074] A câmara de alimentação C21 e a câmara de distribuição C22 são ligadas entre si por uma passagem formada por um ressalto 25. Nesse ressalto 25 é disposta uma canelura na qual é montada ligeiramente apertada uma junta 26 de estanqueidade. A espessura da junta 26 é aqui substancialmente igual a 2 milímetros.
[0075] O corpo 22 do bico de enchimento 21 difere finalmente dos corpos 2, 12 dos bicos de enchimento 1, 11 pelo fato de que a câmara de distribuição C22 compreende uma porção tubular suplementar que tem como efeito afastar o orifício de saída 24 do orifício de entrada 23.
[0076] O corpo 22 contém uma válvula, geralmente designada por 27, que compreende um núcleo 27.1 que tem uma extremidade superior da qual se estende saliente axialmente uma haste de comando 27.2 recebida com deslizamento estanque dentro de uma porção cilíndrica da primeira parte 22.1 do corpo, e uma extremidade inferior da qual se estende saliente axialmente uma haste de distribuição 27.3 em frente ao orifício de saída 24 do corpo 22.
[0077] Como precedentemente, a haste de comando 27.2 é acoplada a um acionador (não representado aqui) para deslocar a válvula 27 entre uma posição extrema de abertura ilustrada na figura 3A e uma posição extrema de fechamento ilustrada na figura 3D. O acionador pode por exemplo ser um servomotor ou um motor de passo comandado por uma unidade de controle.
[0078] A haste de distribuição 27.3 compreende em uma extremidade livre uma superfície externa troncônica convergente da qual a base maior é conectada a uma superfície externa cilíndrica de diâmetro d’’. O diâmetro d’’ é ligeiramente inferior ao diâmetro do orifício de saída 24 do corpo 22 de modo a que a extremidade livre da haste de distribuição 27.3 possa ser recebida com deslizamento no dito orifício de saída 24 e obstruir o mesmo.
[0079] A haste de distribuição 27.3 compreende um canal 28 que compreende uma primeira porção 28.1 substancialmente vertical que desemboca na base menor da superfície externa troncônica da dita extremidade de haste, e uma segunda porção
28.2 que desemboca na câmara de distribuição C22 e em uma parede lateral da superfície externa cilíndrica da extremidade livre da haste de distribuição 27.3. As primeira e segunda porções 28.1, 28.2 do canal 28 são dispostas de modo a que em serviço, o dito canal 28 seja sempre passante, qualquer que seja a posição da válvula
27.
[0080] Quando a válvula 27 está na posição extrema de abertura, o núcleo 27.1 é disposto dentro da câmara de distribuição C22. O núcleo 27.1 compreende, em partes superior e inferior, superfícies externas troncônicas das quais as bases menores se conectam respectivamente à haste de comando 27.2 e à haste de distribuição 27.3, e na parte intermediária, uma superfície externa cilíndrica que se conecta às bases maiores das ditas superfícies externas troncônicas. O diâmetro D’’ da superfície externa cilíndrica do núcleo 27 é ligeiramente superior ao diâmetro interior a junta 26 e é superior ao diâmetro d’’ da haste de distribuição 27.3.
[0081] O funcionamento do bico de enchimento 21 vai agora ser detalhado.
[0082] Uma parte inferior do bico de enchimento 21 é inserida em um recipiente destinado a ser cheio com produto líquido P’’. A válvula 27 é então levada para a posição extrema de abertura (figura 3A) na qual o produto líquido P’’ que chega pelo orifício de entrada 23 do corpo 22 atravessa a câmara de alimentação C21 e depois a câmara de distribuição C22 e forma um jato de produto líquido P’’ que escoa a partir das primeira e segunda porções 28.1, 28.2 do canal 28. A vazão de enchimento do recipiente é função da seção da primeira porção 28.1 do canal 28 e da seção de passagem entre o orifício de saída 24 e a segunda porção 28.2 do canal 28.
[0083] Quando um nível de enchimento predefinido do recipiente é atingido, a válvula 7 desliza substancialmente verticalmente, sob o efeito do acionador, para subir e se afastar do orifício de saída 24 do corpo 22.
[0084] Em um primeiro tempo, a seção de passagem entre o orifício de saída 24 e a segunda porção 28.2 do canal 28 se torna nula (figura 3B) impedindo então que o produto líquido P’’ escoe doravante unicamente pela primeira porção 28.1 do canal
28. A válvula 27 está em uma posição dita intermediária de abertura na qual o produto líquido P’’ pode passar, em uma menor medida, da câmara de alimentação C21 para a câmara de distribuição C22, a seção de passagem entre a superfície externa cilíndrica do núcleo 27.1 e a junta 26 tendo sido bastante diminuída. A distância que separa o núcleo 27.1 da junta 26 é aqui substancialmente igual a 1 milímetro de acordo com o eixo Z’’ O escoamento de produto líquido P’’ dentro do recipiente é assim desacelerado e não interrompido bruscamente.
[0085] Enquanto a válvula 27 continua sua subida, a superfície externa cilíndrica do núcleo 27.1 chega em contato com uma aresta inferior da junta 26 (figura 3C). A válvula 27 está então em uma posição intermediária de fechamento na qual o produto líquido P’’ que chega pelo orifício de entrada 23 do corpo 22 não pode mais passar da câmara de alimentação C21 para a câmara de distribuição C22, enquanto que o produto líquido P’’ presente dentro da câmara de distribuição C22 se encontra preso por depressão dentro da dita câmara.
[0086] A válvula 27 permanece em seguida durante um tempo predeterminado na posição intermediária de fechamento. O tempo predeterminado corresponde ao tempo necessário para que o produto líquido P’’ situado sobre as superfícies externas cilíndrica e troncônica da haste de distribuição 27.3 escoe ligeiramente para baixo e se acumule para formar uma gota suspensa à base menor da dita superfície externa troncônica da haste de distribuição 27.3.
[0087] No fim do tempo predeterminado, a válvula 27 sobe sequencialmente, ainda sob o efeito do acionador, de acordo com o eixo Z’’ de um trajeto aqui substancialmente igual a 4 milímetros. É entendido aqui por “sequencialmente” o fato de que a subida da válvula 27 não é contínua mas sim recortada em várias sequências substancialmente idênticas, cada uma delas sendo entrecortada por um período de imobilização da válvula 27. Cada sequência corresponde aqui a uma subida de alguns décimos de milímetro.
[0088] A cada sequência de subida, o núcleo 27.1 cria, devido a seu diâmetro D’’ superior ao diâmetro d’’ da haste de distribuição 27.3, uma depressão dentro da câmara de distribuição C22 que provoca uma aspiração da gota limitando a poluição das paredes do recipiente.
[0089] O trajeto da subida sequencial da válvula 27 depende notadamente da viscosidade do produto líquido P’’ e da superfície exposta à acumulação do dito produto que forma a gota.
[0090] No fim de seu trajeto, a superfície externa cilíndrica do núcleo 27.1 recobre totalmente a junta 26 e ultrapassa a aresta superior da dita junta 26 aqui de substancialmente 2 milímetros (figura 3D). A válvula 27 está nesse caso em uma posição extrema de fechamento na qual o produto líquido P’’ que chega pelo orifício de entrada 23 do corpo 22 não pode passar da câmara de alimentação C21 para a câmara de distribuição C22, e o produto líquido P’’ presente dentro da câmara de distribuição 22 é preso aí por depressão.
[0091] Naturalmente, a invenção não está limitada aos modos de realização descritos mas sim engloba qualquer variante que entre no campo da invenção tal como definida pelas reivindicações.
[0092] O núcleo 7.1, 17.1, 27.1 da válvula 7, 17, 27 pode ter uma forma diferente daquelas descritas acima, notadamente a(s) parte(s) troncônica(s) do dito núcleo que pode(m), por exemplo ser de forma côncava mas também convexa.
[0093] Da mesma maneira que a extremidade da haste de distribuição 17.3 que forma obturador substitui a extremidade da haste de distribuição 7.3, a extremidade da haste de distribuição 27.3 pode ser substituída pela extremidade da haste de distribuição 17.3 sem modificar assim o processo de distribuição correspondente.
Claims (7)
1. Bico de enchimento (1, 11, 21) caracterizado pelo fato de que ele compreende um corpo (2, 12, 22) tubular dentro do qual são montados uma válvula (7, 17, 27) que se estende em frente a um orifício de entrada de uma câmara de distribuição (C2, C12, C22) e um obturador (7.3, 17.3, 27.3) disposto à jusante da válvula e rigidamente ligado a essa última de maneira a se estender em frente a um orifício de saída (4, 14, 24) da câmara de distribuição e um acionador acoplado à válvula para deslocar essa última entre uma posição extrema de abertura e uma posição extrema de fechamento, a válvula possuindo uma posição intermediária de fechamento para formar um êmbolo de aspiração quando a válvula é deslocada da posição extrema de fechamento para a posição intermediária de fechamento ou da posição intermediária de fechamento para a posição extrema de fechamento, o obturador compreende pelo menos um canal (8, 18, 28) que desemboca dentro da câmara de distribuição e em frente ao orifício de saída da dita câmara de modo que o canal seja sempre passante qualquer que seja a posição da válvula.
2. Bico de enchimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a válvula (7, 17, 27) compreende um núcleo (7.1, 17.1, 27.1) que tem uma extremidade superior da qual se estende saliente axialmente uma haste de comando (7.2, 17.2, 27.2) recebida com deslizamento estanque em uma porção cilíndrica do corpo (2, 12, 22), e uma extremidade inferior da qual se estende saliente axialmente uma haste de distribuição (7.3, 17.3, 27.3) que tem uma extremidade que forma o obturador em frente ao orifício de saída (4, 14, 24) do corpo (2, 12, 22).
3. Bico de enchimento de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o núcleo (7.1, 17.1, 27.1) compreende uma primeira superfície externa troncônica da qual a base menor se conecta à haste de comando (7.2, 17.2, 27.2) e uma superfície externa cilíndrica se conecta com a base maior da dita superfície externa troncônica.
4. Bico de enchimento de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o núcleo (7.1, 17.1, 27.1) compreende uma segunda superfície externa troncônica da qual a base menor se conecta à haste de distribuição (7.3, 17.3, 27.3).
5. Bico de enchimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o acionador é um servomotor ou um motor de passo.
6. Processo de distribuição que emprega um bico de enchimento como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que ele compreende as etapas seguintes: - trazer um recipiente sob o bico de enchimento, - comandar o acionador de modo a que a válvula esteja na posição extrema de abertura, - comandar o acionador de modo a que a válvula se desloque da posição extrema de abertura para a posição extrema de fechamento, - comandar o acionador de modo a que a válvula se desloque da posição extrema de fechamento para a posição intermediária de fechamento.
7. Processo de distribuição que emprega um bico de enchimento como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que ele compreende as etapas seguintes: - trazer uma parte do bico de enchimento para uma posição baixa na proximidade de um fundo de um recipiente e, entre a posição baixa e uma posição alta fora do recipiente, - comandar o acionador de modo a que a válvula esteja na posição extrema de abertura, - comandar o acionador de modo a que a válvula se desloque da posição extrema de abertura para a posição intermediária de fechamento, - comandar o acionador de modo a que a válvula se desloque da posição intermediária de fechamento para a posição extrema de fechamento.
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