BR122015024688A2 - sistema de enchimento de recipiente e válvula para o mesmo - Google Patents

Abstract

resumo patente de invenção: "sistema de enchimento de recipiente e válvula para o mesmo". a presente invenção refere-se a uma válvula de enchimento de recipiente, a qual pode incluir uma lançadeira e uma conexão de direcionamento que estão magneticamente acopladas. o movimento da conexão de direcionamento pode mover a lançadeira a partir da posição na qual a válvula de enchimento está fechada para a posição na qual a válvula de enchimento está aberta. um braço controlador de recipiente pode incluir uma extremidade distal configurada para manter um recipiente e uma extremidade proximal que inclui uma célula de carga. um sistema de valor alvo de baixo fluxo pode ser configurado para impedir o fechamento de uma válvula de enchimento quando essa válvula de enchimento estiver parcialmente fechada. um sistema de controle de pressão pode ser configurado para manter uma pressão desejada em um reservatório ou em um caminho de fluxo a partir desse reservatório. um sistema de recirculação de produto pode ser configurado para ajustar a taxa de fluxo no sistema de recirculação de produto.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA DE ENCHIMENTO DE RECIPIENTE E VÁLVULA PARA O MESMO.

Dividido do BR112015024259-6, depositado em 21.03.2014.

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS DE PATENTE RELACIOANADOS [0001] Este pedido de patente reivindica o benefício do Pedido de Patente U.S. provisório, número de série 61/804.452, depositado em 22 de Março de 2013 e intitulado Sistema Universal de Enchimento e Válvula para o Mesmo. O pedido de patente 61/804.452, em sua totalidade, está incorporado aqui por referência.

ANTECEDENTES [0002] Produtos do tipo bebida são uma categoria de produtos destinada ao consumo humano, tipicamente, para serem bebidos. Produtos do tipo bebida são comumente dispostos dentro de alguns tipos de embalagem primária para distribuição e venda. Embalagem primária pode incluir quaisquer dos vários tipos de recipiente. Exemplos incluem garrafas formadas a partir de PET (tereftalato de polietileno), HDPE (polietileno de alta densidade) ou outros plásticos, garrafas de vidro, garrafas de alumínio, latas, etc. A embalagem primária pode ter uma ampla faixa de tamanhos e formatos, até mesmo para um único tipo de produto.

[0003] Os sistemas para encher recipientes de embalagem primária com um produto do tipo bebida geralmente incluem uma válvula de enchimento que começa e para o fluxo do produto dentro de um recipiente que está sendo enchido. A válvula de enchimento é geralmente conectada a um tanque ou outro tipo de reservatório que contém a maior quantidade do produto do tipo bebida em questão. A maneira de encher um recipiente varia para diferentes tipos de produtos do tipo

2/83 bebida. Para alguns tipos de produtos do tipo bebida, um recipiente pode ser enchido a frio. Em um processo de enchimento a frio, o produto é dispensado dentro de um recipiente enquanto esse produto está em um estado de temperatura resfriada ou de temperatura ambiente. Para alguns tipos de produtos do tipo bebida, os recipientes são enchidos enquanto mornos ou enchidos a quente. Nesses tipos de processos de enchimento, o produto é dispensado dentro de um recipiente enquanto esse produto está em um estado aquecido. Já outros tipos de produtos do tipo bebida devem ser dispostos dentro de um recipiente esterilizado em condições esterilizadas, um processo conhecido como enchimento asséptico.

[0004] Os sistemas atuais para encher recipientes de embalagem primária com produtos do tipo bebida são projetados para contrlar uma estreita faixa de tipos de produtos e cenários de enchimento. Por exemplo, a maioria dos sistemas de enchimento são projetados apenas para um dentre enchimento a frio, enchimento morno/a quente, enchimento com vida útil estendida, enchimento asséptico com alta concentração de ácido ou enchimento asséptico com baixa concentração de ácido. Como outro exemplo, sistemas disponíveis de enchimento são projetados para encher recipientes com produtos que estão em uma faixa consideravelmente estreita de viscosidades. Os sistemas convencionais também são limitados em relação ao tipo, tamanho e concentração de inclusões que podem estar presentes em um produto. Durante o enchimento de recipientes com um produto que não é de baixa viscosidade (por exemplo, se a viscosidade do produto estiver aproximadamente acima de 20 centipoise) ou que contém inclusões, vários desses sistemas convencionais também devem operar em velocidades substancialmente reduzidas.

[0005] Essas limitações restringem severamente o espaço de produto que pode ser envasado eficientemente com um único sistema de

3/83 enchimento. Isso consequentemente limita sua flexibilidade e impõe a utilidade de unidades de produção onerosas. Se os volumes do produto caírem de maneira significativa ou se um tipo de produto não for mais necessário, pode ser onerosa e demorada a conversão do equipamento utilizável para encher recipientes com uma categoria diferente de produto do tipo bebida. Os fabricantes de sistemas de enchimento de bebida preferem oferecer vários sistemas de enchimento a uma fábrica para encher uma ampla faixa de produtos (ou seja, para prover múltiplas plataformas de enchimento de bebida) ao invés de oferecer um único enchedor que pode controlar uma ampla faixa de produtos. SUMÁRIO [0006] Este Sumário é provido para introduzir uma seleção de conceitos em uma forma simplificada, os quais também são descritos abaixo na Descrição Detalhada. Este Sumário não destina-se a identificar características principais ou características essenciais da invenção.

[0007] As modalidades incluem uma válvula de enchimento de recipiente. A válvula de enchimento pode incluir uma lançadeira e uma conexão de direcionamento, as quais estão magneticamente acopladas. O movimento da conexão de direcionamento pode mover a lançadeira a partir da posição na qual a válvula de enchimento está fechada para a posição na qual a válvula de enchimento está aberta. [0008] As modalidades também incluem um braço controlador de recipiente. O braço pode incluir uma extremidade distal configurada para suportar um recipiente e uma extremidade proximal que inclui uma célula de carga. O braço pode ser ajustável para alterar uma proporção entre a carga imposta por um recipiente e uma carga imposta à célula de carga. Os ajustes do braço podem ser efetuados automaticamente em algumas modalidades.

[0009] As modalidades também incluem um sistema de valor alvo

4/83 de baixo fluxo. Esse sistema pode ser configurado para deter o fechamento de uma válvula de enchimento quando essa válvula de enchimento estiver parcialmente fechada. Tal sistema pode ser ajustável e pode incluir um acionador de fluido configurado para deter o movimento da lançadeira da válvula.

[0010] As modalidades também incluem um sistema de controle de pressão. Esse sistema pode ser configurado para manter uma pressão desejada em um reservatório ou em um caminho de fluxo a partir de tal reservatório. O sistema pode ser configurado para manter uma pressão desejada, que é um vácuo.

[0011] As modalidades incluem de maneira adicional um sistema de recirculação de produto, o qual pode ser usado, por exemplo, durante as operações de enchimento a quente. Esse sistema pode ser configurado para ajustar a taxa de fluxo no sistema de recirculação de produto. Em algumas modalidades, a taxa de fluxo pode ser ajustada ajustando-se uma taxa de fluxo de uma bomba de velocidade variável. Em outras modalidades, a taxa de fluxo pode ser ajustada de outras maneiras.

[0012] As modalidades incluem um sistema de enchimento configurável para encher uma ampla variedade de tipos de recipientes com uma ampla variedade de produtos em múltiplos tipos de condições de enchimento. Os produtos podem variar em viscosidade a partir de 1 centipoise (cps) até 400 cps. Os produtos também podem conter inclusões. As inclusões podem assumir a forma de pedaços ou partículas que possuem um tamanho tão grande quanto um cubo de 10 milímetros quadrados e/ou possuem um volume tão grande quanto 1000 milímetros cúbicos. Tais inclusões podem ser tão pequenas quanto 1 milímetro, por exemplo, inclusões que se encaixam dentro de um cubo de 1 milímetro x 1 milímetro x 1 milímetro. As inclusões também poderiam assumir a forma de pacotes de polpa com extensões tão longas

5/83 quanto 10 milímetros e fibras com extensões tão longas quanto 20 milímetros. Um produto pode conter inclusões de múltiplos tipos (partículas, pedaços, polpa e/ou fibras). A porcentagem volumétrica das inclusões em um produto pode ser tão alta quanto 50%.

[0013] As modalidades incluem métodos para usar os dispositivos e sistemas descritoss aqui.

[0014] Modalidades adicionais serão descritas aqui.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0015] Algumas modalidades são ilustradas a título de exemplo e não a título de limitação, e nas figuras dos desenhos em anexo, numerais semelhantes de referência referem-se a elementos similares.

[0016] A figura 1A é uma vista lateral esquerda de uma unidade de enchimento e de um braço correspondente controlador de recipiente.

[0017] A figura 1B é uma vista frontal da unidade de enchimento e do braço controlador de recipiente da figura 1A.

[0018] A figura 2 é uma vista superior parcialmente esquemática de um sistema na forma de carrossel para o enchimento de recipiente de produto do tipo bebida, que inclui a unidade de enchimento e o braço de controle da figura 1A.

[0019] As figuras 3A a 3F são, respectivamente, vistas em perspectiva ampliada frontal, lateral esquerda, lateral direita, traseira, esquerda da unidade de enchimento da figura 1A.

[0020] A figura 3G é uma vista em perspectiva traseira, esquerda e ampliada da unidade de enchimento da figura 1A , porém com alguns componentes removidos.

[0021] A figura 4A é uma vista transversal parcial tirada a partir do local indicado na figura 3A.

[0022] A figura 4B é uma vista transversal similar à figura 4A, mas com a válvula de enchimento em uma condição aberta.

[0023] As figuras 5A através de 5C são, respectivamente, em

6/83 perspectiva superior ampliada, vistas em perspectiva superior e inferior de uma lançadeira da unidade de enchimento da figura 1A.

[0024] A figura 5D é uma vista transversal tirada a partir do local indicado na figura 5B.

[0025] A figura 5E é uma vista em perspectiva lateral ampliada da lançadeira a partir das figuras 5A-5C, porém com alguns componentes removidos.

[0026] A figura 5F é uma vista superior ampliada da lançadeira em um tubo principal a partir da unidade de enchimento da figura 1A.

[0027] A figura 5G é uma vista transversal ampliada tirada a partir do local indicado na figura 5F.

[0028] As figuras 5H e 5I são, respectivamente, vistas em perspectiva ampliada superior e inferior de uma lançadeira de acordo com algumas outras modalidades.

[0029] A figura 6A é uma vista transversal em perspectiva ampliada de uma conexão de direcionamento da válvula de enchimento da unidade de enchimento da figura 1A.

[0030] A figura 6B é uma vista em perspectiva da conexão de direcionamento da figura 6A.

[0031] As figuras de 7A a 7C são, respectivamente, uma vista em perspectiva frontal esquerda, uma vista em perspectiva frontal direita e uma vista lateral direita do braço controlador de recipiente da figura 1A.

[0032] A figura 7D é uma vista lateral direita do braço controlador de recipiente da figura 1A em uma configuração alternada.

[0033] As figuras de 8A a 8H são desenhos parcialmente esquemáticos de uma vista traseira da unidade de enchimento da figura 1A que também explicam a operação de um sistema de valor alvo de baixo fluxo, de acordo com algumas modalidades.

[0034] As figuras de 8I a 8P são vistas traseiras parcialmente es

7/83 quemáticas de uma unidade de enchimento que incorpora um sistema de valor alvo de baixo fluxo, de acordo com outra modalidade.

[0035] A figura 9A é um diagrama esquemático mostrando uma parte de um sistema de enchimento de recipiente de produto do tipo bebida, que inclui um sistema de controle de pressão de acordo com pelo menos algumas modalidades.

[0036] A figura 9B é um diagrama esquemático mostrando uma parte de um sistema de enchimento de recipiente de produto do tipo bebida, que inclui um sistema de recirculação de produto de acordo com pelo menos algumas modalidades.

[0037] As figuras 9C e 9D são diagramas esquemáticos mostrandom partes de sistemas de enchimento de recipiente de produto do tipo bebida, que incorporam sistemas de recirculação de produto de acordo com modalidades adicionais.

[0038] A figura 10 é um diagrama em bloco mostrando entradas e saídas em um controlador do sistema de enchimento de acordo com algumas modalidades.

[0039] A figura 11A é um fluxograma mostrando um exemplo de um algoritmo, o qual pode ser executado por um controlador do sistema de enchimento em conexão com as operações mostradas nas figuras 8A-8H e nas figuras 8I-8P.

[0040] A figura 11B é um fluxograma mostrando um exemplo de um algoritmo alternativo, o qual pode ser executado por um controlador do sistema de enchimento em conexão com operações similares àquelas mostradas nas figuras 8A-8H e nas figuras 8I-8P.

[0041] A figura 11C é um diagrama em bloco mostrando um exemplo de um algoritmo, o qual pode ser executado por um controlador do sistema de enchimento em conexão com um sistema de controle de pressão.

[0042] A figura 11D é um diagrama em bloco mostrando um

8/83 exemplo de um algoritmo, o qual pode ser executado por um controlador do sistema de enchimento em conexão com um sistema de recirculação de produto.

[0043] As figuras de 12A a 12D são diagramas em bloco mostrando as etapas em métodos de acordo com determinadas modalidades.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0044] Na seguinte descrição das várias modalidades, referência será feita aos desenhos em anexo, os quais fazem parte da mesma e nos quais várias modalidades são mostradas a título de ilustração. Deve ser compreendido que existem outras modalidades e que modificações estruturais e funcionais podem ser feitas. As modalidades da presente invenção podem assumir forma física em determinadas partes e etapas, cujos exemplos serão descritos em detalhes na descrição a seguir e ilustrados nos desenhos em anexo, os quais fazem parte da mesma.

[0045] Conforme usado neste pedido de patente, inclusive nas reivindicações, os termos a seguir possuem os significados associados com os mesmos. Configurado para <função ou operação>, quando usado em conexão com um componente, dispositivo ou sistemum particular, indica que o componente, dispositivo ou sistema em questão inclui uma estrutura que dispõe o componente, dispositivo ou sistema em um estado em que ele está pronto para efetuar a operação ou função identificada. Um fluido, a menos que indicado de outro modo, pode ser um líquido, um gás ou uma mistura de líquido e gás. Incluindo é sinônimo de compreendendo Por exemplo, afirmar que X inclui elemento Y não impede X de também incluir outros elementos.

[0046] Os sistemas de enchimento de recipiente de produto do tipo bebida, de acordo com pelo menos algumas modalidades, podem in

9/83 cluir válvulas de enchimento e/ou outro equipamento conforme descrito aqui. Conforme explicado em mais detalhes abaixo, esses sistemas de enchimento podem encher diferentes tipos de recipientes com uma ampla variedade de produtos do tipo bebida e em múltiplos cenários de enchimento diferentes. Por exemplo, durante um período de tempo, um sistema de enchimento pode ser operado como um sistema de enchimento a frio (CF) e pode encher os recipientes com um produto do tipo bebida em temperatura resfriada ou em temperatura ambiente. Durante outro período de tempo, esse mesmo sistema de enchimento pode operar como um sistema de enchimento a quente (HF) e pode encher os recipientes com um produto do tipo bebida aquecida. Durante outro período de tempo, esse sistema de enchimento pode operar como um sistema de enchimento com vida útil estendida (ESL). Durante outros períodos de tempo, esse sistema de enchimento pode operar como um sistema de enchimento asséptico com alta concentração de ácido (HAA) ou como um sistema de enchimento asséptico com baixa concentração de ácido (LAA).

[0047] Sistemas de enchimento de acordo com algumas modalidades também podem acomodar uma ampla faixa de categorias de produtos do tipo bebida. Pelo menos algumas desses sistemas podem encher recipientes com produtos do tipo bebida com viscosidades em uma faixa de cerca de 1 centipoise (cps) a cerca de 400 cps. Exemplos não limitantes de produtos do tipo bebida nessa faixa de viscosidade incluem a água (1 cps), o leite (3 cps), sucos de fruta (55 a 75 cps), suco de tomate (180 cps) e iogurte bebível (50 a 400 cps).

[0048] Sistemas de acordo com algumas modalidades também enchem recipientes com produtos multifásicos do tipo bebida, os quais compreendem um líquido com inclusões sólidas ou macias. Inclusões podem assumir a forma de pedaços, partículas, polpas e/ou fibras. Exemplos de inclusões macias incluem pedaços de fruta, pedaços le

10/83 gumes, pedaços de goma, pedaços de tapioca, outros tipos de aliemntos macios, pacotes de polpa de fruta intactos e fibras de fruta. Exemplos de inclusões sólidas incluem sementes, pedaços de nozes e grões. Em pelo menos algumas modalidades, um sistema pode encher recipientes com produtos do tipo bebida com particulado ou inclusões de pedaços (sólidos ou macios) com tamanhos tão grande quanto ou capazes de se encaixar dentro de um cubo de aproximadamente 10 milímetros (mm) x aproximadamente 10 mm x aproximadamente 10 mm, inclusões de pacote de polpa tão longas quanto 10 mm, e inclusões de fibra tão longas quanto 20 mm. Um produto pode conter inclusões de múltiplos tipos (partículas, pedaços, polpas e/ou fibras). A porcentagem (por volume) de inclusões em tal produto pode ser tão alta quanto 50%, tão baixa quanto 1% (ou até mesmo de 0%) ou qualquer percentual entre esses valores. Porém, em alguns exemplos, de várias modalidades, um sistema pode encher recipientes com produtos do tipo bebida contendo inclusões em uma concentração volumétrica de menos de 1%, de cerca de 1%, a partir de 1% a 5%, a partir de 5% a 10%, a partir de 10% a 15%, a partir de 15% a 20%, pelo menos 20%, pelo menos 25%, pelo menos 30%, pelo menos 35%, pelo menos 40% ou de pelo menos 45%. Nas modalidades que correspondem a cada uma dessas concentrações de inclusão volumétrica, pelo menos uma porção das inclusões pode ter um volume de 1 milímetro cúbico ou menos (por exemplo, cada uma das inclusões se encaixa dentro de um cubo de 1 mm x 1mm x 1mm), um volume de pelo menos 125 milímetros cúbicos (por exemplo, um cubo de 5 mm x 5 mm x 5 m), um volume de pelo menos 216 milímetros cúbicos (por exemplo, um cubo de 6 mm x 6 mm x 6 mm), um volume de pelo menos 343 milímetros cúbicos (por exemplo, um cubo de 7 mm x 7 mm x 7 mm), um volume de pelo menos 400 milímetros cúbicos (por exemplo, um cubo de 7,37 mm x 7,37 mm x 7,37 mm), um volume de pelo menos 512 milímetros

11/83 cúbicos (por exemplo, um cubo de 8 mm x 8 mm x 8 mm), ou um volume de pelo menos 729 milímetros cúbicos (por exemplo, um cubo de mm x 9 mm x 9 mm). As inclusões podem ser esféricas ou podem apresentar qualquer outro formato.

[0049] A figura 1A é uma vista lateral esquerda de uma unidade de enchimento 10 e de um braço controlador associado de recipiente 20, de acordo com pelo menos algumas modalidades. A figura 1B é uma vista frontal da unidade de enchimento 10 e do braço de controle 20. As figuras 1A e 1B mostram o braço de controle 20 segurando um recipiente de bebida C em uma posição de enchimento embaixo da unidade de enchimento 10. Enquanto o recipiente C está nessa posição de enchimento, uma válvula de enchimento da unidade de enchimento pode permitir de forma controlada que o produto do tipo bebida flua para dentro de uma abertura em o gargalo do recipiente C. Componentes adicionais da unidade de enchimento 10 e do braço controlador de recipiente 20, bem como a operação dos mesmos, serão descritos abaixo. Conforme também será explicado abaixo, um sistema de enchimento completo, em algumas modalidades, pode incluir múltiplas unidades adicionais de enchimento idênticas à unidade de enchimento 10 e múltiplos braços controladores de recipiente similares ao braço 20.

[0050] A unidade de enchimento 10 é montada em uma prateleira de suporte 11. Conforme explicado em mais detalhes abaixo em conexão com a figura 2, a prateleira de suporte 11 pode segurar as unidades adicionais de enchimento, que são dispostas para repousarem em um padrão circular. Um tubo de entrada da unidade de enchimento 10 está conectado a um reservatório de produto (não mostrado nas figuras 1A e 1B) através de um tubo de alimentação 12. Um cano de recirculação 13 constitui parte de um sistema que pode ser usado para recircular o produto, conforme descrito em mais detalhes aqui.

12/83 [0051] As linhas pontilhadas na figura 1A mostram de maneira esquemática uma porção de uma barreira 30. O espaço dentro da barreira 30 forma uma zona asséptica 31 embaixo da unidade de enchimento 10 e embaixo de outras unidades de enchimento no mesmo sistema de enchimento. A barreira 30, a qual pode ser similar às barreiras da zona asséptica, encontrada nos sistemas convencionais de enchimento, pode incluir divisórias superior, interna, inferior e externa 32, 33, 34 e 35, respectivamente. Ar esterilizado pode ser bombeado dentro da zona asséptica 31. Esse ar esterilizado flui em seguida para fora das aberturas dentro ou entre as divisórias de 32 a 35 para impedir que contaminantes entrem na zona asséptica 31. O braço de controle 20, o cano de recirculação 13 e outro equipamento (não mostrado) podem se estender por dentro da zona asséptica 31 através dessas aberturas. A divisória superior 32, a divisória interna 33 e a divisória inferior 34 são mostradas na figura 1B, estando a divisória externa 35 omitida. Conforme indicado pelas linhas curvadas nos lados direito e esquerdo da figura 1B, a barreira 30 pode continuar para além dos dois lados da unidade de enchimento 10, de modo a se estender até a zona asséptica 31, embaixo das outras unidades de enchimento. Embora as figuras 1A e 1B mostrem a barreira 30 incorporando a prateleira 11, esse não precisa ser o caso. Em algumas modalidades, por exemplo, uma divisória superior de uma barreira da zona asséptica pode estar localizado abaixo de uma braçadeira que conecta uma ventosa de uma válvula de enchimento a outras porções dessa válvula (por exemplo, à braçadeira mostrada diretamente embaixo da prateleira 11, nas figuras 1A e 1B).

[0052] A figura 2 é uma vista superior parcialmente esquemática do sistema na forma de carrossel para o enchimento de recipiente de produto do tipo bebida 40, o qual inclui a unidade de enchimento 10 (mostrada simbolicamente como um círculo) e o braço de controle 20

13/83 (mostrado simbolicamente como um retângulo). O sistema de enchimento 40 inclui setenta e umas unidades adicionais de enchimento 10 e setenta e um braços adicionais de controle 20. Por questões de conveniência, são classificados símbolos apenas para uma unidade de enchimento 10 e um braço de controle 20. As localizações das outras unidades de enchimento 10 e braços de controle 20 tornam-se aparentes a partir das posições dos outros símbolos similares aos símbolos classificados. O sistema de enchimento 40 gira na direção horária, conforme indicado. As unidades de enchimento 10 são dispostos perto de um perímetro externo do carrossel do sistema 40. Os braços de controle 20 associados com cada uma dessas unidades de enchimento 10 se estendem radialmente para dentro em direção ao centro do carrossel do sistema 40. Conforme indicado acima, a prateleira 11 pode ter o formato de um anel (ou pode ser múltiplos apoios unidos para formar um anel), de modo a manter as unidades de enchimento em um arranjo circular. Apoios adicionais (não mostrados) podem suportar os braços de controle e outros componentes do sistema de enchimento 40. Também indicados na figura 2, são os limites da barreira 30. A divisória superior 32, a divisória interna 33 e a divisória inferior 34 podem ser fixadas à porção giratória do carrossel do sistema de enchimento 40, com a divisória externa 35 permanecendo estacionária. A divisória externa 35 pode incluir aberturas para uma esteira depositar os recipientes vazios dentro do carrossel e para outra esteira para transportar os recipientes cheios a partir do carrossel. As localizações aproximadas dessas esteiras são indicadas na figura 2 com setas mostrando a direção na qual os recipientes vazios percorrem o carrossel e a direção na qual os recipientes cheios percorrem a partir do carrossel.

[0053] Embora não mostrados na figura 2, outros componentes do sistema de enchimento 40 podem ser localizados na região central do carrossel, a qual é circundada pelas unidades de enchimento 10 e por

14/83 seus braços de controle correspondentes 20. Esses componentes podem incluir, sem limitação, um reservatório de produto, um sistema de recirculação de produto, um sistema de controle de pressão e outros componentes descritos aqui. A figura 2 meramente indica um arranjo das unidades de enchimento e dos braços de controle de acordo com algumas modalidades. Outras modalidades podem incluir menos ou mais pares da unidades de enchimento e braços de controle. Um sistema de enchimento não precisa ser giratório. Em algumas modalidades, por exemplo, as unidades de enchimento e/ou os braços controladores de recipiente, tais como aqueles descritos aqui, podem ser dispostos de uma forma linear.

[0054] A figura 3A é uma vista frontal ampliada da unidade de enchimento 10. A figura 3B é uma vista lateral esquerda ampliada da unidade de enchimento 10. A figura 3C é uma vista lateral direita ampliada da unidade de enchimento 10. A figura 3D é uma vista traseira ampliada da unidade de enchimento 10. A figura 3E é uma vista em perspectiva frontal esquerda da unidade de enchimento 10. A figura 3F é uma vista em perspectiva frontal direita da unidade de enchimento

10.

[0055] A unidade de enchimento 10 inclui uma válvula de enchimento 50 que está fechada nas figuras 3A-3F. A válvula de enchimento 50 inclui um compartimento formado por um tubo de entrada 51, um tubo principal 52 e uma ventosa 53. Uma porção inferior do tubo principal 52 se estende através de uma abertura na prateleira de suporte 11 e é mantido no lugar por uma barra de retenção 54 e parafusos 55. O tubo principal 52 pode ser fixado à ventosa 53 e ao tubo de entrada 51 por braçadeiras convencionais 56 e 57, respectivamente. Cada uma das braçadeiras 56 e 57 pode ser do tipo comumente conhecido na técnica como uma Braçadeira Tripla (Tri-Clamp). Vedações sanitárias convencionais (por exemplo, do tipo comumente usado com as Braça

15/83 deiras Triplas) podem ser situadas entre o tubo de entrada 51 e o tubo principal 52 e entre o tubo principal 52 e a ventosa 53 para vedar as conexões. O cano de recirculação de produto 13 se estende a partir do fundo da ventosa 53 até um sistema de recirculação de produto. Os componentes e a operação desse sistema de recirculação de produto são descritos abaixo em conjunção com a figura 9B.

[0056] A válvula de enchimento 50 também inclui uma conexão magnética de direcionamento 60, que circunda o tubo principal 52. A conexão de direcionamento 60 é móvel ao longo do tubo principal 52. Conforme explicado em mais detalhes abaixo, uma lançadeira localizada dentro do compartimento da válvula de enchimento 50 está magneticamente acoplada à conexão de direcionamento 60. Quando a válvula de enchimento 50 está fechada, uma trava em uma extremidade inferior dessa lançadeira é posicionada para fechar uma saída de dispensação no fundo da ventosa 53. O movimento da conexão de direcionamento 60 em direção ao tubo de entrada 51 move a lançadeira para cima, movendo desse modo a trava da lançadeira para a saída e permitindo que o produto flua para saída e para dentro de um recipiente localizado em uma posição de enchimento abaixo da ventosa 53.

[0057] Em adição à válvula 50, a unidade de enchimento 10 inclui dois acionadores de fluido 70 e 80. O acionador de fluido 70 inclui um compartimento principal 71. Uma barra 72 do acionador 70 se estende e se retrai a partir do compartimento 71 e está acoplada a um pistão móvel dentro do compartimento 71. De maneira similar, o acionador de fluido 80 inclui um compartimento principal 81 e uma barra 82 que se estende e se retrai a partir do compartimento 81 e que está acoplada a um pistão dentro do compartimento 81. As extremidades inferiores dos acionadores 70 e 80 estão fixadas de modo giratório à prateleira de suporte 11. As extremidades superiores 73 e 83 das barras 72 e 82 estão acopladas à conexão de direcionamento 60 através de compo

16/83 nentes adicionais, conforme descrito abaixo. O acionador 70 está configurado para abrir e fechar a válvula de enchimento 50. Para abrir a válvula de enchimento 50, ar pressurizado é introduzido em uma câmara de pistão inferior do compartimento 70 através de um encaixe 74, enquanto se permite que o ar escape a partir de uma câmara de pistão superior do compartimento 71 através de um encaixe 75. Para fechar a válvula de enchimento 50, ar é permitido escapar a partir da câmara inferior através do encaixe 74, enquanto ar pressurizado é introduzido na câmara superior através do encaixe 75. O fluxo de ar dentro e fora das câmaras de acionador 70 pode ser controlado usando-se válvulas de ar convencionais acionadas por solenoide, não mostradas.

[0058] O acionador 80 está configurado para interromper o movimento da conexão de direcionamento 60. Em particular e conforme descrito em mais detalhes abaixo em conexão com as figuras de 8A a 8H, o acionador 80 constitui parte de um sistema de valor alvo de baixo fluxo ajustável. O fluido entra e sai de uma câmara de pistão inferior do compartimento 81 um encaixe 84. Fluido entra e sai da uma câmara de pistão superior do compartimento 81 através de um encaixe 85.

[0059] A figura 3G é uma vista em perspectiva traseira, esquerda e ampliada da unidade de enchimento 10, mas com os acionadores 70 e 80 e vários outros componentes removidos para melhor mostrar uma determinada estrutura subjacente da unidade de enchimento 10. Assim como nas figuras 3A-3F, a válvula de enchimento 50 está fechada na figura 3G. Uma extremidade inferior de um apoio de elevação 91 está fixada à conexão de direcionamento 60. Uma trave 92 está fixada ao apoio de elevação 91 perto de uma extremidade superior. Um bloco guia 93 também está fixado ao apoio de elevação 91 perto da extremidade superior. A barra guia 94 se estende para cima através de um orifício 95 no bloco guia 93, com uma extremidade inferior de barra guia 94 fixada à prateleira de suporte 11. O orifício 95 está dimensio17/83 nado para que o bloco guia 93 possa deslizar para cima e para baixo ao longo da barra 94. As extremidades superiores 73 e 83 das barras 72 e 82 dos acionadores 70 e 80 estão fixadas à trave 92.

[0060] Uma barra ajustável 110 (figura 3C) limita the o movimento para cima da conexão de direcionamento 60. Uma trava 111 no fundo da barra 110 toca a parte inferior da placa 112 quando a conexão de direcionamento 60 é no meio de seu percurso ascendente. Uma ou mais molas espirais 113 são posicionadas sobre a barra guia 94 e retraídas por um pino através da barra guia 94. Outro bloco guia 115 (visível na figura 3C) está fixado a uma extremidade inferior de apoio de elevação 91 e também desliza sobre a barra guia 94 quando a conexão de direcionamento 60 é suspensa ou abaixada. As molas 113 são comprimidas pelo bloco guia 115 e pelo pino quando a conexão de direcionamento 60 é suspensa. As molas 113 inclinam desse modo as válvula de enchimento 50 para a posição fechada. Tal ação provê uma estrutura fechada à prova de avaria, a qual irá fechar automaticamente a válvula 50 em caso de uma falta de energia. Um interruptor óptico 120 pode ser fixado à trave 92 (figura 3E) e se mover para dentro de e para fora de uma fenda em um sensor óptico 121. O sensor 121 é discutido em mais detalhes abaixo em conexão com as figuras de 8A a 8H.

[0061] A figura 4A é uma vista transversal parcial tirada a partir do local indicado na figura 3A. As braçadeiras 56 e 57 e outros componentes externos da unidade de enchimento 10 foram omitidos da figura 4A. Mostrados em seção transversal na figura 4A, encontram-se o tubo de entrada 51, o compartimento principal 52, a ventosa 53 e a conexão de direcionamento 60. A figura 4A revela a lançadeira 200 da válvula de enchimento 50. A lançadeira 200 não é mostrada em seção transversal na figura 4A.

[0062] A lançadeira 200 inclui uma haste central 201 e quatro

18/83 anéis de acionamento magnético 210a, 210b, 210c e 210d. Os anéis de acionamento 210a-210d são coletivamente referidos como anéis 210; por questão de arbitrariedade, um dos anéis 210 é genericamente referido como um anel 210. Uma convenção similar é observada ao longo desta descrição sempre que a múltiplos componentes similares ou idênticos forem atribuídos um mesmo numeral de referência com uma letra anexada.

[0063] Conforme explicado em mais detalhes abaixo, cada um dos anéis 210 inclui múltiplos ímãs que são orientados, de modo a estar em repulsão com os ímãs da conexão de direcionamento 60 e os quais são vedados dentro dos invólucros de aço inoxidável dos anéis 210. A haste 201 é estendida por um elemento guia da hélice 202 e por um elemento terminal 203. O elemento guia da hélice 202 está fixado à haste 201 em uma conexão de rosca 204 e ao elemento terminal 203 em uma conexão de rosca 205. Quando a válvula de enchimento 50 está fechada e conforme mostrado na figura 4A, uma porção de elemento terminal 203 repousa sobre a beira interna e a saliência de uma saída 49, de modo a impedir o fluxo de produto através da saída 49.

[0064] A figura 4B é uma vista transversal similar à figura 4A, porém, com a válvula de enchimento 40 em uma condição aberta. Quando a válvula de enchimento 50 está aberta e conforme mostrado na figura 4B, a conexão de direcionamento 60 é suspensa. Pelo fato de os ímãs de conexão de direcionamento 60 e os anéis de acionamento 210 estarem em repulsão, os anéis 210 permanecem centralizados em torno da linha central longitudinal do tubo principal 52. Conforme explicado em mais detalhes abaixo, uma mola magnética é formada pela força magnética dos ímãs sobre os anéis 210 e a conexão 60. Essa mola não é mostrada comprimida na figura 4A. Pelo fato de a lançadeira 200 estar magneticamente acoplada à conexão 60, ela se move para cima e para baixo com a conexão 60. Quando a lançadeira 200 se

19/83 move para cima, o elemento terminal 203 é retirado de abertura 49 e o produto pode fluir a partir da abertura 49 para um recipiente posicionado embaixo da ventosa 53.

[0065] Conforme visto nas figuras 4A e 4B, um caminho de fluxo definido ao longo do interior do compartimento da válvula de enchimento 50 é substancialmente reto. Em algumas modalidades, a saída 49 possui uma largura de aproximadamente 15,875 mm (0,625 polegada). Conforme usado aqui na descrição do tamanho de uma abertura ou de outra passagem de fluxo, uma largura poderia ser um diâmetro se a abertura ou passagem fosse circular.

[0066] A figura 5A é uma vista em perspectiva superior da lançadeira 200 removida da válvula de enchimento 50. Exceto conforme indicado abaixo, os anéis de acionamento 210 são substancialmente idênticos uns aos outros. Cada um dos anéis de 210b a 201d inclui uma parede interna 211 e uma parede externa 212 similares à parede interna 211a e à parede externa 212a do anel 210a. Cada um dos anéis 210 também inclui uma nervura limpadora 232, nervuras limpadoras essas que são discutidas abaixo. Conforme discutido abaixo em conexão com as figuras 5D e 5E, os ímãs são vedados no espaço entre a parede interna 211 e a parede externa 212 de cada anel 210. Os anéis 210 são conectados à haste 201 por três hélices radiais 220. Na modalidade mostrada, cada uma das hélices 220 é sólida e se estende por toda a extensão dos anéis 210. As hélices 220 podem estar igualmente espaçadas umas das outras, ou seja, os ângulos entre as hélices adjacentes 220 podem ser de 120°. As hélices 22 0 e as paredes internas 212 dos anéis 210 formam desse modo três setores 221 igualmente dimensionados a 120°. A figura 5B é uma vista superior da lançadeira 200. Em pelo menos algumas modalidades, os setores 221 são dimensionados para que inclusões com 10 mm cúbicos possam passar.

20/83 [0067] A figura 5C é uma vista em perspectiva inferior da lançadeira 220. O elemento guia da hélice 202 inclui três hélices radialmente estendidas 208, as quais ajudam a endireitar o fluxo de produto do tipo bebida que está sendo dispensado através da válvula de enchimento 50. O elemento terminal 203 inclui uma trava redonda 224 que veda a saída 49 da ventosa 53. Uma extremidade terminal 225 do elemento de trava 203 está dimensionada para se estender através da saída 49. Durante o fechamento da válvula 50, a extremidade terminal 225 provê força de corte para remover as inclusões que poderiam entalar na entrada da saída 49, de modo a prover uma interrupção adequada. Isso evita que fragmentos resultantes do fechamento da saída 49, fragmentos esses que seriam indesejáveis durante as operações de enchimento a quente ou de enchimento asséptico. Conforme explicado em mais detalhes abaixo, a extremidade terminal 225 pode ser parcialmente situada na saída 49 durante uma operação de baixo fluxo, para reduzir o fluxo de produto, impedir o transbordamento e aumentar a precisão de enchimento.

[0068] A figura 5D é uma vista transversal da lançadeira 200 a partir do local indicado na figura 5B. Conforme indicado acima e como é visível na figura 5D, as hélices 220 se estendem pela extensão de todos os quatro anéis de acionamento 210. Cada hélice 220 inclui leves indentações nos espaços entre dois anéis adjacentes 210. Conforme visto na figura 5D e como também será discutido abaixo em conexão com a figura 5G, a parede interna 211 de cada anel 210 inclui um flange superior 228 e um flange inferior 227. A nervura limpadora 232 de cada anel 210 se estende para fora a partir do seu flange superior 228. Os ímãs 230 estão localizados nos espaços entre as paredes internas 211, seus flanges associados 227 e 228 e as paredes externas 212.

[0069] O arranjo dos ímãs 230 nos anéis 210 também é mostrado na figura 5E. A figura 5E é uma vista em perspectiva lateral da lança

21/83 deira 200, com determinados elementos removidos. A parede externa 212a e os ímãs 230 foram removidos do anel 210a para revelar uma parte externa da face 231a da parede interna 211a e uma beira interna do flange inferior 227a. As paredes externas 212b e 212c dos anéis 210b e 210c foram removidas para revelar os ímãs 230. Os ímãs 230 são dispostos de uma maneira similar nos anéis 210a e 210d.

[0070] A figura 5F é uma vista superior da lançadeira 200 dentro do tubo principal 52, com outros elementos de válvula de enchimento 50 omitidos. A figura 5G é uma vista transversal ampliada parcial tirada a partir do local indicado na figura SF. Cada anel de acionamento 210 inclui os ímãs 230 dispostos em três bandas. Cada banda inclui quatro sub-bandas concêntricas de ímãs individuais 230. Conforme visto na figura 5E, cada um dos ímãs 230 se estende apenas ao longo de um pequeno setor de um perímetro do anel de acionamento 210. Os ímãs 230 na banda são dispostos ponta a ponta, de modo a envolver um anel 210.

[0071] A figura 5G também mostra mais detalhes das nervuras limpadoras 232. A folga entre os anéis 210 e a parede interna do tubo principal 52 é estreitada nas regiões de nervuras limpadoras 232, de modo a impedir que sementes ou outras inclusões cheguem ao espaço entre o tubo principal 52 e um anel 210. Em algumas modalidades, a folga entre a beira externa de uma nervura limpadora 232 e a parede interna do tubo principal 52 é de aproximadamente 0,254 mm (0,01 polegada). A folga entre os lados externos dos anéis 210 (nos lados externos das paredes externas 212) e a parede interna do tubo principal 52 pode ser dimensionada de modo a impedir que sementes ou outras pequenas inclusões se acumulem entre um anel de acionamento 210 e a parede interna do tubo principal 52. Em pelo menos algumas modalidades, essa folga pode ser de aproximadamente 1,245 mm (0,049 polegada).

22/83 [0072] As faces superiores das nervuras limpadoras 232 estão anguladas para baixo em direção ao centro dos anéis 210 em um ângulo α. Essas faces anguladas para baixo ajudam a guiar as inclusões em direção ao centro da lançadeira 200 durante um percurso ascendente da lançadeira 200 e enquanto o produto está fluindo através do tubo principal 52 e para além da lançadeira 200. Em algumas modalidades, as faces inferiores dos flanges inferiores 227 podem ser anguladas para cima em direção ao centro de um anel em um ângulo β. Essas faces anguladas para cima ajudam a guiar as inclusões em direção ao centro da lançadeira 200 durante um percurso descendente da lançadeira 200. Em algumas modalidades, α e β podem ser aproximadamente 6 graus. A nervura limpadora 232a do anel mais superior 210a também pode incluir uma aba 234. A face superior da aba 234 pode se angular para baixo em direção ao centro da lançadeira 200 em um ângulo substancialmente mais acentuado.

[0073] Conforme também é visto na figura 5G, as paredes externas 212 dos anéis 210 são relativamente finas. Em algumas modalidades, as paredes externas 212 são formadas a partir de aço inoxidável austenítico 316L com 0,152 mm (0,006 polegada) de espessura e endurecido com atração magnética fraca. As peças finas que formam as paredes 212 são usadas em um estado sólido para facilitar a montagem. A fineza das paredes 212 maximiza a folga entre as paredes 212 e a parede interna do tubo principal 52, minimizando ao mesmo tempo a distância entre os ímãs 230 da lançadeira 60 e os ímãs 230 da conexão 60. As paredes externas 212 podem ser soldadas a laser no lugar para vedar os ímãs 230 nos anéis 210 e impedir esses ímãs 230 de contatar o produto do tipo bebida ou para remover a solução que pode passar pela válvula 50. As soldas a laser das paredes externas 212 podem ser polidas para promover limpeza.

[0074] Em pelo menos algumas modalidades, as paredes internas

23/83

211 de cada anel 210, incluindo dos flanges 227 e 228, da nervura limpadora 232, da aba 234, das hélices 220 e da haste 201, podem ser formadas como uma unidade integral a partir de uma única peça integral de aço inoxidável austenítico 316L. A unidade com peça única pode ser formada, por exemplo, por usinagem por eletroerosão (EDM). O elemento guia da hélice 202 e o elemento de trava 203 também podem ser usinados a partir do aço inoxidável austenítico 316L. O uso de um material austenítico macio na lançadeira minimiza a interação entre a lançadeira 200 e o campo magnético dos ímãs 230.

[0075] As figuras 5H e 5I são, respectivamente, vistas em perspectiva ampliada superior e inferior de uma lançadeira 200' de acordo com algumas outras modalidades. A lançadeira 200' pode ser usada na válvula de enchimento 50 como uma alternativa à lançadeira 200. A lançadeira 200' pode ser idêntica à lançadeira 200, exceto em relação às hélices 220'. Em particular, a lançadeira 200' inclui seis hélices radiais 220' que conectam os anéis de 210a' a 210d' à haste central. As hélices 220' podem ser dispostas de modo a formar setores maiores 221 e setores menores 222. Os setores maiores 221 podem ser dimensionados para que inclusões de 10 mm cúbicos possam passar.

[0076] Conforme descrito acima, os anéis 210 se movem para cima e para baixo dentro do tubo principal 52. Em algumas modalidades, o tubo principal 52 também é formado a partir do aço inoxidável austenítico 316L. Uma espessura de parede exemplar para o tubo principal 52 é aproximadamente 1,117 mm (0,044 polegada), com uma cilindricidade exemplar dentro de 0, 063 mm (0,0025 polegada).

[0077] Em pelo menos algumas modalidades, a ventosa 53 é formada a partir de PEEK (poliéter éter cetona). Embora PEEK seja bastante rígido e durável, ele possui flexibilidade suficiente para permitir uma vedação entre a trava 224 do elemento terminal 203 e as beiras internas superiores e as saliências da saída 49, evitando desse modo

24/83 a necessidade de vedações adicionais para selar a saída 49 quando a válvula 50 estiver fechada.

[0078] A figura 6A é uma vista em perspectiva transversal ampliada da conexão de direcionamento 60. O plano transversal na figura 6A é igual ao plano das figuras 4A e 4B. A figura 6B é uma vista em perspectiva da conexão de direcionamento 60, na qual os anéis de conexão 60 foram separados para revelar mais os detalhes estruturais internos. Na modalidade mostrada, a conexão de direcionamento 60 inclui quatro anéis com ímãs 300a, 300b, 300c e 300d. Cada anel 300 inclui duas metades de anel. Por exemplo, o anel 300d inclui as metades de anel 301d e 302d. As extremidades das metades de anel 301d e 302d se encontram nas junções 303d e 304d. Um segundo anel 300c inclui as metades de anel 301c e 302c, as quais se encontram nas junções 303c e 304c. Um terceiro anel 300b inclui as metades de anel 301b e 302b, que se encontram nas junções 303b e 304b. Um quarto anel 300a inclui as metades de anel 301a e 302a, que se encontram nas junções 303a e 304a. Uma placa de cobertura 310 inclui duas metades de placa 311 e 312, que se encontram nas junções 313 e 314.

[0079] Cada uma das metades de anel pode ser usinada a partir de PEEK e pode incluir sete canais 319 formados em uma superfície superior. Duas fileiras de ímãs 230 são em seguida dispostas em cada canal e mantidas no lugar por um parafuso de ajuste 320. As orientações de ímãs 230 na conexão 60, orientação essa que é discutida logo abaixo, resulta em forças repulsivas magnéticas, as quais empurram esses ímãs 230 radialmente para fora. Os parafusos de ajuste 320 resistem a essas forças externas e prendem os ímãs 230. Os ímãs 230 e um parafuso de ajuste 320 foram omitidos de um dos canais 319 na metade de anel 301c para mostrar detalhes adicionais desse canal 319. Cada canal 319 nas metades de anel 301a, 302a, 301b, 302b,

25/83

301c, 302c, 301d e 302d inclui um furo escareado 321, no qual um parafuso é inserido e preso a um furo rosqueado 322 em uma metade de anel inferior. Isso é indicado com uma linha pontilhada irregular em um furo 321 na metade de anel 301c e um furo correspondente 322 na metade de anel 301d.

[0080] A orientação de cada anel 300 é girada em 90 graus em relação aos anéis adjacentes 300. Por exemplo, uma linha entre as junções 303d e 304d do anel 300d é perpendicular a uma linha entre as junções 303c e 304c do anel 300c. Um padrão similar é observado em relação aos anéis 300c e 300b e aos anéis 300b e 300a. As metades de anel de um anel 300 não estão diretamente parafusadas uma na outra. Ao invés disso, as metades de anel de cada anel 300 são mantidas no lugar por meio de sua fixação a um anel adjacente 300. Por exemplo, a metade de anel 301d do anel 300d está fixada a uma extremidade da metade de anel 301c e a uma extremidade da metade de anel 302c. De maneira similar, a metade de anel 302d está fixada às outras extremidades das metades de anel 301c e 302c. Um padrão similar é observado nas metades de anel 301c e 302c em relação às metades de anel 301b e 302b e nas metades de anel 301b e 302b em relação às metades de anel 301a e 302a.

[0081] A conexão de direcionamento 60 pode ser montada introduzindo-se os ímãs 230 nos canais 319 das metades de anel 301d e 302d, prendendo esses ímãs 230 com parafusos de ajuste 320 e em seguida dispondo as metades de anel 301d e 302d na posição em torno do tubo principal 52. As metades de anel 301c e 302c, sem os ímãs 230 instalados, podem ser então colocadas na posição em torno do tubo principal 52 e em cima das metades de anel 301d e 302d. Prendedores são em seguida encaixados, através dos furos 321 nos canais 319 das metades de anel 301c e 302c, dentro dos furos 322 das metades de anel 301d e 302d e apertados. Os ímãs 230 podem ser então

26/83 dispostos dentro dos canais 319 das metades de anel 301c e 302c e presos com parafusos de ajuste 320. Um procedimento similar pode ser efetuado com os anéis 300b e 300a. Por fim, as metades de placa 311 e 312 são instaladas em cima do anel 300a para inserir os parafusos (não mostrados na figura 6B), através dos furos escareados, nas metades de placa 311 e 312 e nos furos 322 das metades de anel 301a e 302a. Também mostrados na figura 6B, são os furos 399a (anel 300a) e 399c (anel 300c), por meio dos quais a conexão 60 pode ser fixada ao apoio de elevação 91 (vide a figura 3G).

[0082] Em pelo menos algumas modalidades, os ímãs 230 da lançadeira 200 e a conexão de direcionamento 60 podem ser neodímioferro-boro curvado (NDFeB), classe N45H. Essa classe, a qual corresponde a uma temperatura operacional de até 248°F, p ermite que ímãs 230 resista às temperaturas associadas com a esterilização da válvula 50 durante os ciclos de limpeza e/ou de esterilização. Os ímãs com temperaturas operacionais máximas mais altas estão disponíveis e podem ser usados em algumas modalidades. Os ímãs 230 podem ser dimensionados de modo que os quatorze ímãs dispostos ponta a ponta formem uma banda com um diâmetro externo ou 43 mm, um diâmetro interno de 39 mm e uma altura de 5 mm. A magnetização pode ser da parte interna da curva para a parte externa da curva, de modo que o polo norte de cada ímã esteja sobre a face externa. Os ímãs 230 são dispostos dentro da conexão 60 para que as faces do polo norte fiquem orientadas para dentro e em direção à lançadeira 200. Os ímãs 230 são dispostos na lançadeira 200 para que as faces do polo norte fiquem orientadas para fora e em direção à conexão 60.

[0083] Em algumas modalidades, os ímãs 230 de alguns canais 319 da conexão 60 podem ser substituídos por elementos contendo PTFE (politetrafluoroetileno). Por exemplo, todos os ímãs 230 no canal 319 do anel 300a diretamente acima do orifício 399a (indicado pela

27/83 seta 398a) e todos os ímãs no canal 319 no outro lado do anel 300a (indicado pela seta 397a), todos os ímãs 230 nos canais 319 do anel 300d em qualquer lado da junção 303d (indicada pela setas 395d e 396d) e todos os ímãs 230 nos canais 319 do anel 300d em qualquer lado da junção 304d (indicada pela setas 393d e 394d) podem ser omitidos. Um mancal de PTFE pode ser então inserido em cada um dos canais 319, dos quais esses ímãs 230 foram omitidos. Em algumas modalidades, esses mancais de PTFE podem ser fabricados cortandose peças com aproximadamente 14,287 mm (9/16 polegadas) de comprimento a partir de uma barra de PTFE em estoque, com diâmetro de

11,112 mm (7/16 polegadas). Esses mancais de PTFE se estendem a partir dos parafusos de ajuste 320 dos seus respectivos canais 319 e levemente para além dos diâmetros internos dos anéis 300a e 300d. Esses parafusos de ajuste 320 podem ser então usados para ajustar a compressão nos mancais de PTFE, de modo que as extremidades internas desses mancais de PTFE contatem a parede externa do tubo principal 52. O uso de tais mancais de PTFE suaviza o percurso da conexão 60 ao longo do tubo principal 52 e pode reduzir o desgaste do tubo principal 52.

[0084] Como pode ser compreendido a partir das figuras 4A e 4B e em vista da descrição da lançadeira 200 em conexão com as figuras 5A-5G e da descrição da conexão 60 em conexão com as figuras 6A e 6B, os ímãs 230 do anel de acionamento 210a da lançadeira 200 são transpostos pelos ímãs 230 do anel da conexão 300a e do anel da conexão 300b. Os ímãs dos anéis 210b e 210c da lançadeira 200 são transpostos pelos ímãs dos anéis 300b e 300c e dos anéis 300c e 300d, respectivamente. As forças repulsivas dos ímãs 230 impedem cada anel 210 de se mover além de um anel 300 da conexão 60, a qual está imediatamente acima ou abaixo desse anel 210. Isso resulta em uma acoplagem por meio da qual a lançadeira 200 pode ser movi

28/83 da para cima ou para baixo, deslocando-se a conexão 60 para cima ou para baixo.

[0085] O arranjo escalonado dos anéis 210 em relação aos anéis 300 proporciona vantagens adicionais. Por exemplo, tal arranjo acomoda as forças repulsivas existentes entre os anéis 300 e os anéis 210 dentro de um alinhamento vertical preciso e repetível. Além disso, esse arranjo escalonado provê um grau de força de mola magnética. Em particular, aplicando-se uma força vertical ascendente à lançadeira 200 quando elemento de trava 203 repousar sobre a beira interna e a saliência de saída 49 (conforme mostrado na figura 4A) e também aplicando-se ao mesmo tempo uma força vertical descendente ao anel 60 que move os anéis de 300a a 300d closer até os anéis de 210a a 210d, respectivamente. À medida que o espaçamento entre um anel 300 e um anel 210 diminui, as forças magnéticas repulsivas que tentam separar esses dois anéis aumentam. Quando a conexão 60 é então movida novamente para cima, a lançadeira 200 retorna para a sua localização original em relação à conexão 60. Isso permite que a conexão 60 se mova levemente pela lançadeira 200 durante o fechamento da válvula 50, o que comprime a mola magnética e o que resulta na lançadeira aplicando uma força constantee à beira interna e à saliência de saída 49.

[0086] Conforme também é visto na figura 4A, os anéis 210 e 300 são escalonados para que haja um anel 300 acima de cada anel 210, contudo, existe apenas um anel 300 embaixo de 210a, 210b e 210c. Tal configuração permite uma maior acoplagem magnética na direção descendente, de modo a prover o aumento de força descendente disponível sobre a lançadeira 200 para vedar a válvula 50 durante seu fechamento. Em pelo menos algumas modalidades, a força de acoplagem entre a lançadeira 200 e a conexão 60 na direção descendente é de pelo menos 30 libras para prover força de fechamento adequada e

29/83 um tempo de fechamento suficientemente rápido. Essa força de fechamento também facilita a tosquia das inclusões que poderiam repousar na saída 49 quando a válvula 50 estivesse fechando.

[0087] Em algumas modalidades, um ímã de anel único poderia substituir o conjunto segmentado de ímãs 230 em um anel 210. De maneira similar, um ímã de anel único (ou metade de um anel) poderia substituir os conjuntos segmentados de ímãs 230 usados em um anel de conexão 60, apesar de que um ímã de anel único para um anel 300 teria um diâmetro maior do que um único ímã do anel usado para um anel 210. Esses ímãs com um único anel também poderiam ser NDFeB, classe N45H.

[0088] Retornando brevemente às figuras 1A e 1B, em algumas modalidades, a unidade de enchimento 10 é usada em conjunção com o braço controlador de recipiente 20. Exceto por um pequeno movimento de alguns componentes do braço 20 descritos abaixo, o braço 20 está substancialmente fixo em relação à unidade de enchimento 10. Um recipiente vazio C é recebido em uma pinça do braço 20 durante ou antes do início de uma operação de enchimento. Durante a abertura da válvula de enchimento 50 da unidade de enchimento 10, um produto do tipo bebida é dispensado a partir da saída 49 da válvula de enchimento 50 e através de um topo aberto desse recipiente C. O peso desse recipiente C aumenta à medida que ele é enchido. Uma célula de carga no braço 20 envia sinais indicativos desse peso. Um controlador pode então determinar quando fechar a válvula de enchimento 50, com base nesses sinais.

[0089] Um recipiente C pode ser disposto sobre o braço 20 de um modo convencional. Por exemplo, um dos braços 20 do sistema de enchimento 40 (figura 2) pode receber um recipiente C enquanto o carrossel continuamente giratório gira esse braço 20 para além de uma localização (por exemplo, na posição das 6 horas da figura 2) onde

30/83 uma primeira esteira entrega recipientes vazios C aos braços de controle que passam. O produto é em seguida dispensado dentro de um recipiente recebido C por uma unidade de enchimento 10, que corresponde a esse braço 20, enquanto o carrossel continua girando em direção a uma segunda esteira. No momento em que a rotação do carrossel tiver conduzido esse braço 20 para o local da segunda esteira (por exemplo, na posição de meio dia da figura 2), o recipiente agora cheio C é removido desse braço 20 e levado embora pelo sistema da segunda esteira. A rotação do carrossel retorna em seguida esse braço 20 para a primeira esteira para receber um novo recipiente vazio C. [0090] A figura 7A é uma vista em perspectiva frontal esquerda de um braço controlador de recipiente 20 de acordo com pelo menos algumas modalidades. Uma viga de suporte 401 do braço 20 inclui uma lança 402, um ascensor 403 e uma extensão de fixação da célula de carga 404. Em pelo menos algumas modalidades, a viga 401 é uma peça única. A viga 401 é rígida e permanece fixa em relação à unidade de enchimento 10 à qual o braço 20 corresponde. Em particular, o ascensor 403 pode ser parafusado ou fixado de outro modo a um carrossel ou à outra estrutura de um sistema de enchimento que incorpore o braço 20. Durante sua fixação à estrutura do sistema de enchimento, a lança 402 é balançada e horizontalmente orientada.

[0091] Os componentes do braço 20 fixado à lança 402 incluem um par de apoios de fulcro 405, uma célula de carga 406 e ligações da célula de carga 407. Uma alavanca de balanço 408 é acoplada de modo giratório à lança 402 por um elemento de fulcro 409 mantido no lugar pelos apoios 405. O elemento de fulcro 409 interage com uma estrutura de cooperação da alavanca 408 em um das múltiplas localizações de pivô, de modo a permitir o movimento rotacional da alavanca 408 em torno do elemento de fulcro 409. Na modalidade do braço 20, o elemento de fulcro 409 pode ser um parafuso ou pino e uma estrutu

31/83 ra de cooperação do braço é um dos orifícios de 410a a 410f na alavanca 408. Os orifícios 410e e 410f são visíveis na figura 7D.

[0092] Em algumas configurações e conforme mostrado nas figuras 7A e 7B, um apoio antiguinada 411 pode ser fixado em uma extremidade distal da lança 402. O apoio 411 inclui uma fenda de orientação 412 que restringe o movimento da alavanca 408 para o lado esquerdo ou direito da lança 402, e isso ajuda a manter a alavanca 408 alinhada com a lança 402 em um plano vertical. A fenda de orientação 412 é dimensionada para que a alavanca 408 possa se mover livremente para cima e para baixo dentro da fenda 412. Em outras configurações descritas abaixo, o apoio 411 pode ser omitido.

[0093] Uma pinça de recipiente 415 é fixada a uma extremidade distal da alavanca braço 408 por um apoio 416 e pelos parafusos 417. Na configuração mostrada nas figuras 7A-7D, a pinça 415 é uma pinça convencional que possui garras acionadas por mola 418, as quais foram dimensionadas para receber e reter uma porção de gargalo de um recipiente C. Em algumas modalidades, a pinça 415 pode ser configurada para segurar as garrafas com um tamanho de acabamento de gargalo entre 28 mm e 43 mm. A tensão de mola das garras 418 pode ser superada pela força de um gargalo de recipiente, que empurrahorizontalmente as superfícies 419 (por exemplo, durante o recebimento de um recipiente vazio a partir do primeiro sistema de esteira descrito acima) e pela força de um gargalo contido se projetando a partir das garras 418 (por exemplo, quando um recipiente cheio tiver sido removido pelo segundo sistema de esteira descrito acima). A pinça 415 pode ser removida e substituída por um tipo diferente de pinça para controlar um tipo diferente de recipiente. Outros tipos de pinça podem ser usados. Por exemplo, em algumas modalidades, uma pinça pode não ter garras acionadas por mola e pode ser simplesmente um apoio com uma indentação que corresponde ao formato de um gargalo do recipi

32/83 ente.

[0094] Uma extremidade proximal de uma célula de carga 406 é firmemente fixada pelos parafusos 421 à extensão 404 de viga do suporte 401. Uma extremidade distal da célula de carga 406 é acoplada a uma extremidade proximal da alavanca 408 pelas ligações 407. As extremidades inferiores das ligações 407 são fixadas de modo giratório à célula de carga 406 por um pino 422. As extremidades superiores das ligações 407 são fixadas de modo giratório à alavanca 408 por um pino 423. Conforme indicado na figura 7C, um recipiente preso na pinça 415 impõe uma força descendente F1. Isso resulta, apesar da rotação da alavanca 408 em torno do elemento de fulcro 409, em uma força ascendente F2 que puxa as ligações 407. A força F2 é transferida pelas ligações 407 para a célula de carga 406, resultando em uma leve deformação da célula de carga 406. Medidores de tensão e outros elementos dentro da célula de carga 406 geram sinais SLC que correspondem à magnitude dessa deformação e, portanto, à magnitude da força F2, e enviam os sinais SLC através de um cabo 425. Com base nos sinais SLC, nas dimensões conhecidas do braço 20 e na configuração dos apoios 405 (conforme discutido abaixo), um controlador de um sistema de enchimento que incorpora o braço 20 pode determinar o peso de um recipiente mantido pelo braço 20. Pelo fato de o volume desse recipiente e a densidade do produto do tipo bebida que está sendo dispensado serem conhecidos, esse controlador também pode usar os sinais S_LC para determinar até que nível o recipiente foi enchido.

[0095] Em pelo menos algumas modalidades, a célula de carga 406 possui uma faixa de 0 a 7,5 quilogramas (kg). As células de carga são transdutores de peso bem conhecidos, os quais utilizam medidores de tensão para detectar a deformação e enviar um sinal indicativo da força causadora de tal deformação. As células de carga e um sof

33/83 tware de controle, para o processamento da saída de sinal da célula de carga, estão comercialmente disponíveis a partir de numerosas fontes.

[0096] Em geral, a precisão de uma célula de carga aumenta se uma faixa maior da capacidade dessa célula de carga for utilizada. Por exemplo, supondo que o recipiente C retém 20 onças de fluido do produto quando ele está cheio e que o produto em questão é leite. O peso de 20 onças de fluido de leite é aproximadamente .61 kg. Supondo que a célula de carga 406 está disposta para que o peso medido pela célula de carga 406 aumente apenas em .61 kg quando o recipiente C estiver completamente cheio e que a célula de carga 406 possui 7,5 kg de faixa disponível. Neste cenário, apenas cerca de 8% (.61 kg/7,5 kg) da capacidade de medição da célula de carga 406 são usados para medir a diferença entre um recipiente vazio e um recipiente cheio. Agora, supondo que essa célula de carga 406 está disposta para que a carga medida pela célula de carga 406 aumente em 2,58 kg (fator de

4,227) enquanto esse mesmo recipiente C é enchido com leite. Neste cenário, aproximadamente 34% da capacidade da célula de carga 406 seriam utilizados e a precisão de medição de peso seria aprimorada. A deformação da célula de carga 406 também aumentaria neste segundo cenário. No entanto, mesmo em carga máxima, a magnitude de deformação da célula de carga é relativamente pequena.

[0097] A relação entre o peso de um recipiente e o seu conteúdo e o peso sofrido pela célula de carga 406 varia com base na posição do elemento de fulcro 409 em relação à pinça 415 e às ligações 407. Se presumirmos que o centro de força de um recipiente e de seu conteúdo passa pelo centro da área de captura das garras 418, e se o elemento de fulcro 409 estiver equidistante entre o centro das garras 418 e o pino 423 das ligações 407, a proporção de peso do produto cheio para o peso resultante imposto à célula de carga 406 por esse produto

34/83 será 1:1. Se o elemento de fulcro 409 for movido para mais perto do pino 423, no entanto, essa proporção aumentará. Em geral, se a distância entre o centro de força F1 de um recipiente capturado e de seu conteúdo e o elemento de fulcro 409 for x e a distância entre o elemento de fulcro 409 e o pino 423 for y, então a força F2 imposta à célula de carga 406 pelo peso do recipiente e seu conteúdo será (x/y)*F1.

[0098] Em algumas modalidades, o braço 20 pode ser reconfigurado para melhor acomodar as operações de enchimento que resultam nos recipientes cheios tendo diferentes pesos. Em particular, os parafusos 430 que suportam os apoios 405 e o elemento de fulcro 406 podem ser removidos e os apoios 405 reposicionados, para que o elemento de fulcro 409 coopere com um diferente elemento dentre os orifícios 410. Nas figuras 7A-7C, os apoios 405 são posicionados para que os parafusos 430 passem pelos orifícios na lança 402 em qualquer lado do orifício 410e e para que o elemento de fulcro 409 coopere com o orifício 410e. Na figura 7D, o apoio antiguinada 411 foi removido e os apoios 405 reposicionados na extremidade distal da lança 402. Nesta posição, os parafusos 430 passam pelos orifícios na lança 402 em qualquer lado do orifício 410a e o elemento de fulcro 409 coopere com o orifício 410a. Os apoios 405 poderiam ser alternadamente posicionados para que o elemento de fulcro 409 cooperasse com qualquer um dos orifícios de 410a a 410f.

[0099] Em algumas modalidades, a alavanca 408 e os outros componentes do braço 20 são dimensionados para que as proporções de força F2 (força resultante sobre a célula de carga a partir do recipiente e de seu conteúdo) e força F1 (recipiente e conteúdo) associada com o posicionamento do elemento de fulcro 409 em cada um dos orifícios de 410a a 410f sejam como descrito na T abela 1.

35/83

Tabela 1

Alavanca 408 orifício: Ratio (F2/F1)

410a	0,880:1
410b	1,252:1
410c	1,783:1
410d	2,645:1
410e	4,348:1
410f	8,406:1

[0100] Em algumas modalidades, uma marcação pode ser adicionada à alavanca 408 adjacente a cada um dos orifícios 410. Tal marcação poderia corresponder a uma definição, que é registrada em um controlador do sistema de enchimento durante a configuração desse sistema de enchimento para encher um tipo particular de recipiente. Essa marcação poderia de maneira adicional ou alternativa identificar os tamanhos de recipiente associados com cadum orifício 410. De maneira adicional ou alternativa, tal marcação também poderia ser incluída na lança 402 para indicar as localizações do apoio 405 para um tamanho de recipiente particular.

[0101] Em algumas modalidades, o braço 20 pode incluir uma ou mais travas ajustáveis que limitam a faixa de moção da alavanca 408. Por exemplo, o ascensor 403 da viga de suporte 401 pode incluir uma projeção 431 que se estende pela extremidade proximal da alavanca 408. Um primeiro parafuso 432 pode se estender através de um furo rosqueado na extremidade da projeção 431 e pode incluir uma porca 433. O parafuso 432 pode ser ajustado e preso com a porca 433 para que uma extremidade do parafuso 432 seja espaçada a uma distância predeterminada acima da alavanca 408. Se a alavanca 498 for inadvertidamente submetida a uma força descendente excessiva pela sua

36/83 extremidade distal, o topo da alavanca 408 irá contatar essa extremidade de parafuso 432 e limitar a força ascendente atuante sobre as ligações 407 e sobre a célula de carga 406. Um segundo parafuso 434 pode se estender através de um furo rosqueado na extremidade da extremidade proximal da alavanca 408 e pode incluir uma porca 435. O parafuso o 434 pode ser ajustado e preso com a porca 435 para que uma extremidade do parafuso 434 seja espaçada uma distância predeterminada acima do topo da lança 402. Se a alavanca 408 for inadvertidamente submetida a uma força descendente excessiva pela sua extremidade distal, a extremidade de parafuso 434 irá contatar o topo da lança 402 e limitar a força descendente atuante sobre as ligações 407 e sobre a célula de carga 406.

[0102] O braço 20 proporciona numerosas vantagens que facilitam o uso de um único sistema de enchimento para encher uma ampla faixa de recipientes de bebida, com uma ampla faixa de tipos de produtos. Durante o enchimento de um recipiente de bebida, pode ser importante monitorar a quantidade de bebida dispensada dentro desse recipiente durante a operação de enchimento. Um insuficientemente recipiente cheio pode não ser comerciável. O transbordamento de um recipiente resulta em produto desperdiçado e derramamento, o que pode sujar o equipamento de produção. Convencionalmente, um medidor de fluxo tem sido usado para monitorar a quantidade de produto que flui através de uma válvula de enchimento durante o enchimento de um recipiente. No entanto, durante o enchimento de recipientes com bebidas com grandes inclusões, os medidores de fluxo existentes não são suficientemente precisos no monitoramento do nível de enchimento de produto em um recipiente. O uso do braço 20 para monitorar o nível de enchimento do recipiente com base no peso de um recipiente e no seu conteúdo evita o uso de um medidor de fluxo para determinar o nível de enchimento. A capacidade de ajuste do braço 20 facilita o uso de

37/83 um sistema de enchimento com recipientes de tamanhos amplamente variáveis e para produtos com densidades significativamente diferentes. Além disso, o posicionamento da célula de carga 406 sobre o braço 20 minimiza o número de componentes que devem ser dispostos dentro de uma região asséptica.

[0103] A configuração do braço 20 também proporciona outras vantagens. Em particular, o arranjo da alavanca 408, das ligações 407, da viga de suporte 401 e de outros componentes protege a célula de carga 406 de forças ambientais não controláveis, tais como o forçamento de um recipiente dentro ou fora da pinça 415. Na configuração mostrada nas figuras 7A-7D, apenas as forças no plano vertical são transmitidas para a célula de carga 406. O grau limitado no qual a célula de carga 406 se desvia quando está sob carga, efetivamente resulta em apenas forças unicamente verticais atuando sobre a célula de carga 406. Os torques e as cargas laterais sobre a célula de carga 406 são eliminados, evitando desse modo as reduções na precisão de medição que as cargas laterais ou os torques poderiam causar. As forças verticais sobre a célula de carga 406 são limitadas a uma faixa segura pelas travas dos parafusos 432 e 434. A ligação 408 permanece em tensão, eliminando desse modo folgas no mecanismo e reduzindo variações na medição de peso.

[0104] Em algumas modalidades, um braço de controle similar ao braço 20 pode ser modificado para que o ajuste da posição do elemento de fulcro seja automatizado. No entanto, como um exemplo de tal modalidade, os apoios 405 poderiam ser montados sobre uma corrediça ou outro dispositivo de moção linear e movidos por um servo ou outro tipo de acionador. Servos adicionais poderiam ser usados para mover o elemento de fulcro para dentro e para fora da posição sobre a alavanca 408 e para suportar a alavanca 408 enquanto a posição do elemento de fulcro está sendo ajustada.

38/83 [0105] Para reduzir o tempo necessário para encher um único recipiente e desse modo, aumentar a velocidade de produção total, é útil encher um recipiente em uma taxa de fluxo relativamente alta. No entanto, à medida que o nível de produto no recipiente se aproxima de seu nível desejado, é desejável reduzir a velocidade na qual o produto flui para dentro desse recipiente. Em particular, uma taxa de fluxo mais lenta provê mais tempo para interromper completamente o fluxo de produto e desse modo, permite um enchimento mais preciso, em um nível desejado.

[0106] A redução presumida do fluxo através de uma válvula de enchimento torna-se mais complexa caso essa válvula de enchimento faça parte de um sistema que está destinado a acomodar tipos amplamente variáveis de produtos. O fluxo através de uma válvula de enchimento pode ser reduzido fechando-se parcialmente a válvula de enchimento e reduzindo-se desse modo, o tamanho de uma abertura, através da qual o produto flui a partir da válvula de enchimento para um recipiente. O grau ao qual uma válvula de enchimento deve ser parcialmente fechada pode ser afetado pela viscosidade do produto e pela presença de inclusões. O tempo no qual o fluxo deve ser reduzido pode ser afetado pelo tamanho de um recipiente.

[0107] Em pelo menos algumas modalidades, uma unidade de enchimento inclui componentes que facilitam o fechamento de uma válvula de enchimento em um valor alvo ajustável de baixo fluxo. Por exemplo, e conforme indicado acima em conexão com as figuras 3A3F, a unidade de enchimento 10 inclui um acionador 80 que faz parte de um sistema de valor alvo de baixo fluxo. Um circuito de fluido interrompível conecta duas câmaras do acionador 80. Quando o enchimento de um recipiente está para começar, o acionador 70 empurra a trave 92 para cima para abrir a válvula de enchimento 50. A ação de empurrar para cima a trave 92 puxa a barra 82 do acionador 80. Se o fluido

39/83 for permitido fluir entre as câmaras do acionador 80, um pistão no acionador 80 poderá se mover, permitindo desse modo que a barra 82 seja retirada do compartimento 81. Quando o recipiente está quase cheio, o acionador 70 começa a fechar a válvula de enchimento 50 puxando para baixo a trave 92. A força descendente sobre a trave 92 empurra a barra 82, a qual por sua vez, empurra para baixo o pistão do acionador 80. Inicialmente, o fluido é permitido fluir em uma direção inversa entre as câmaras do acionador 80, à medida que o pistão do acionador 80 se move para baixo em resposta ao impulso da barra 82. No entanto, quando a válvula de enchimento 50 atinge um valor alvo de baixo fluxo para o produto e o recipiente que está sendo enchido, o fluxo de fluido entre as câmaras do acionador 80 é interrompido. Isso faz o pistão do acionador 80 parar de se mover e interromper o movimento descendente da trave 92, mantendo desse modo a válvula de enchimento 50 em um valor alvo de baixo fluxo, no qual válvula 50 está apenas parcialmente aberta. Assim que o peso do recipiente e de seu conteúdo indicar um enchimento em um nível apropriado, o fluxo entre as câmaras do acionador 80 é novamente permitido e a válvula de enchimento 50 pode se mover para uma posição completamente fechada.

[0108] As figuras de 8A a 8H são desenhos parcialmente esquemáticos da unidade de enchimento 10, os quais também explicam a operação do sistema de valor alvo de baixo fluxo. As figuras de 8A a 8H assumem uma vista traseira da unidade de enchimento 10. A prateleira 11, a conexão de direcionamento 60, o apoio de elevação 91, a trave 92, o sinalizador óptico 121 e o sensor óptico 120 são mostrados na forma simplificada. Também mostrados na forma simplificadas são o compartimento 71 e a barra 72 do acionador 80 e o compartimento 81 e a barra 82 do acionador 80. Outros elementos da unidade de enchimento 10 mostrada nas figuras 3A-3G foram omitidos das figuras de

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8A a 8H por questões de conveniência.

[0109] Conforme previamente indicado e como agora está visível nas figuras de 8A a 8H, o acionador 70 inclui um pistão 501. O pistão 501 atua como uma barreira entre as câmaras 502 e 503 no acionador 70. Quando o pistão 50 se move para cima, o volume da câmara 502 aumenta e o volume da câmara 503 diminui. Uma extremidade inferior da barra 72 está fixada ao pistão 501. A barra 72 se estende para fora do compartimento 71 através de uma abertura vedada em uma parede superior do compartimento 71. O pistão 501 inclui vedações que impedem o fluido de passar entre as câmaras 502 e 503 para além da beira do pistão 501. Para estender a barra 72 a partir do compartimento 71, o fluido pressurizado pode ser introduzido na câmara 502 e ao mesmo tempo o fluido é permitido sair da câmara 503. Para retrair a barra 72 dentro do compartimento 71, o fluido pressurizado pode ser introduzido na câmara 503 e ao mesmo tempo o fluido é permitido sair da câmara 502. Em algumas modalidades, o acionador 70 pode ser um acionador de fluido comercialmente disponível e pode ser operado usando-se ar comprimido como um fluido operacional. Por questões de conveniência, o restante da descrição das figuras 8A-8H fará menção ao fluido operacional de acionador 70 como ar e usará pontilhado para indicar ar. Em outras modalidades, um fluido operacional diferente pode ser usado.

[0110] O ar comprimido entra e sai da câmara 502 através da porta 505. O ar comprimido entra e sai da câmara 503 através da porta 506. Os encaixes 74 e 75 (figura 3D) podem ser fixado às portas 505 e 506, respectivamente. A válvula de controle com duas posições 507 está conectada à porta 506. Quando a válvula de controle 507 está em sua primeira posição, a porta 506 está em comunicação fluida com uma fonte de ar comprimido. Quando a válvula de controle 507 está em sua segunda posição, a porta 506 está em comunicação fluida com

41/83 a atmosfera através de um respiradouro de exaustão restrita 508. A posição da válvula de controle 507 é controlada por um solenoide 509. Quando o solenoide 509 não está energizado, a mola inclina a válvula de controle 507 para a sua segunda posição. Quando o solenoide 509 está energizado, a válvula de controle 507 se move para a sua primeira posição. O solenoide 509 se energiza em resposta a um sinal de controle de um controlador, conforme descrito abaixo.

[0111] Outra válvula de controle com duas posições 517 está conectada à porta 505. Quando a válvula de controle 517 está em sua primeira posição, a porta 505 está em comunicação fluida com uma fonte de ar comprimido. Quando a válvula de controle 517 está em sua segunda posição, a porta 505 está em comunicação fluida com a atmosfera através de um respiradouro de exaustão restrita 518. A posição da válvula de controle 517 é controlada por um solenoide 519 que recebe um sinal de controle de um controlador, conforme descrito abaixo. A mola inclina a válvula de controle 517 para a sua segunda posição quando o solenoide 519 não está energizado. O que energiza o solenoide 519 move a válvula de controle 517 para a sua primeira posição.

[0112] Conforme também mostrado nas figuras de 8A a 8H, o acionador 80 também inclui um pistão 551. O pistão 551 atua como uma barreira entre as câmaras 552 e 553 no acionador 80. Quando o pistão 551 se move para cima, o volume da câmara 552 aumenta e o volume da câmara 553 diminui. Uma extremidade inferior da barra 82 está fixada ao pistão 551. A barra 82 se estende para fora do compartimento 81 através de uma abertura vedada em uma parede superior do compartimento 81. O pistão 551 inclui vedações que impedem o fluido de passar entre as câmaras 552 e 553 para além da beira de pistão 551.

[0113] A válvula de controle com duas posições 559 é interposta em um circuito de fluido 560 que conecta as portas 555 e 556 do acio

42/83 nador 80. Os encaixes 84 e 85 (figura 3C) podem ser fixados às portas 555 e 556, respectivamente. Quando a válvula de controle 557 está em sua primeira posição, o circuito de fluido 560 é bloqueado e o óleo não pode fluir entre as câmaras 552 e 553. Quando a válvula de controle 557 está em sua segunda posição, o circuito de fluido 560 é desbloqueado e o óleo pode fluir entre as câmaras 552 e 553. A posição da válvula de controle 557 é controlado por um solenoide 559 que recebe um sinal de controle de um controlador conforme descrito abaixo. A mola inclina a válvula de controle 557 para a sua segunda posição quando o solenoide 559 não está energizado. O solenoide energizado 559 move a válvula de controle 557 para a sua primeira posição. Uma válvula de suprimento acionada por mola 561 conecta o circuito de fluido 560 a uma fonte sob a ação da gravidade 562 de óleo para manter o nível de fluido no circuito 560.

[0114] Para retirar a barra 82 do compartimento 81, o fluido é permitido entrar na câmara 552 e ao mesmo tempo o fluido é permitido sair da câmara 553. Para permitir o impulso da barra 82 dentro do compartimento 81, o fluido é permitido entrar na câmara 553 e ao mesmo tempo o fluido é permitido fluir a partir da câmara 552. Em algumas modalidades, o acionador 80 pode ser um acionador de fluido comercialmente disponível e pode ser operado usando-se um líquido (por exemplo, óleo de silicone alimentar). Por questões de conveniência, o restante da descrição das figuras 8A-8H fará menção ao fluido operacional do acionador 80 como óleo e usará sombreamento para indicar o mesmo. Em outras modalidades, um fluido operacional diferente pode ser usado. O fluido usado em conexão com o acionador 80 pode ser selecionado com base na viscosidade, de modo a controlar a velocidade com a qual a barra 82 pode ser puxada ou empurrada para dentro do compartimento 81.

[0115] A figura 8A mostra a unidade de enchimento 10 em um

43/83 tempo T1. No tempo T1, a válvula de enchimento 50 está fechada e a lançadeira 200 está no fim de seu percurso (conforme mostrado na figura 4A). O tempo T1 pode ser um tempo depois que o enchimento de um recipiente estiver completado e antes do início do enchimento de um próximo recipiente. Os pistões 501 e 551 estão no fim de seus percursos dentro dos compartimentos 71 e 81, respectivamente. Os solenoides 509, 519 e 559 não estão energizados e desse modo, cada uma das válvulas de controle 507, 517 e 557 está em sua segunda posição (câmaras 502 e 503 ventilada na atmosfera, o circuito de fluido 560 desbloqueado). O sensor óptico 121 está gerando um sinal de detecção em resposta um sinalizador 120 que está localizado no sensor 121. Nesse estágio de operação da unidade de enchimento 10, no entanto, o controlador não toma nenhuma ação com base no sinal de detecção.

[0116] A figura 8B mostra a unidade de enchimento 10 em um tempo T2 depois desse tempo T1. No tempo T2, a unidade de enchimento 10 começa a abrir válvula de enchimento 50. O solenoide 519 está energizado em resposta a um sinal do controlador e move a válvula de controle 517 para a sua primeira posição (conectando a câmara 502 à fonte de ar comprimido). O solenoide 509 não está energizado e a válvula de controle 507 permanece em sua segunda posição (ventilando a câmara 503 para a atmosfera). O solenoide 559 também não está energizado e a válvula de controle 557 permanece em sua segunda posição (circuito de fluido 560 desbloqueado). O ar comprimido começa a fluir para dentro da câmara 502 e empurrar o pistão 501 para cima. Isso empurra a barra 72 para cima e para fora do compartimento 71, com a barra 71 empurrando a trave 92 para cima. Pelo fato de a trave 92 estar acoplada à lançadeira 200 através do apoio de elevação 91 e da conexão de direcionamento 60, o movimento ascendente da trave 92 resulta no movimento ascendente da lançadeira 200 e

44/83 na abertura da válvula de enchimento 50. Pelo fato de o sinalizador óptico 120 ainda estar dentro do sensor óptico 121, o sensor 121 continua a enviar um sinal de detecção. Nesse estágio de operação da unidade de enchimento 10, no entanto, o controlador não toma nenhuma ação com base no sinal de detecção.

[0117] Pelo fato de o circuito de fluido 560 está desbloqueado, o óleo pode fluir entre as câmaras 552 e 553 do acionador 80. A força ascendente sobre a trave 92 a partir da barra 72 do acionador 70 faz a trave 92 puxar a barra 82 do acionador 80. Tal força de arrasto sobre a barra 82 causa o movimento ascendente do pistão 551 quando a barra 82 é puxada a partir do compartimento 81. O movimento do pistão 551 faz o óleo fluir a partir da câmara 553, à medida que seu volume diminui, e para a câmara 552 à medida que seu volume aumenta.

[0118] Por questões de conveniência, a figura 8B inclui setas próximas às portas 505 e 506 indicando a direção do fluxo de ar. De maneira similar, as setas próximas às portas 555 e 556 indicam a direção do fluxo de óleo. Uma seta posicionada perto do topo do apoio de elevação 91 indica a direção na qual a trave 92 e os seus componentes acoplados (pistões 501 e 551, barras72 e 82, sinalizador óptico 120, apoio de elevação 91 e conexão de direcionamento 60 (e desse modo, a lançadeira 200)) estão se movendo.

[0119] A figura 8C mostra a unidade de enchimento 10 em um tempo T3 depois desse tempo T2. No tempo T2, a válvula de enchimento 10 está completamente aberta e a lançadeira 200 está no início do seu percurso. O solenoide 519 permanece energizado em resposta a um sinal do controlador e mantém a válvula de controle 517 em sua primeira posição (conectando a câmara 502 à fonte de ar comprimido). O solenoide 509 permanece desenergizado e a válvula de controle 507 permanece em sua segunda posição (ventilando a câmara 503 para a atmosfera). O solenoide 559 também permanece energizado e

45/83 a válvula de controle 557 está em sua segunda posição (circuito de fluido 560 desbloqueado). O movimento ascendente da trave 92 e dos seus componentes acoplados é interrompido pela barra ajustável 110 (figura 30). Pelo fato de o pistão 501 não estar mais se movendo, o fluxo de ar que passa através das portas 505 e 506 foi interrompido, apesar de a válvula de controle 517 estar em sua primeira posição e a válvula de controle 507 estar em sua segunda posição. De maneira similar, mesmo com o circuito de fluido 560 desbloqueado, o fluxo de óleo através das portas 555 e 556 foi interrompido pelo fato de o pistão 551 não estar mais se movendo. O sinalizador óptico 120 foi movido para fora do sensor óptico 121 e o sensor 121 não está mais enviando um sinal de detecção.

[0120] A figura 8D mostra a unidade de enchimento 10 em um tempo T4 depois desse tempo T3. Entre o tempo T3 e o tempo T4, um ou mais sinais SLC enviados a partir da célula de carga 406 do braço 20 indicaram para o controlador que o peso do recipiente que está sendo enchido e seu conteúdo atingiram um nível que corresponde a um nível de enchimento predeterminado quase cheio do recipiente. No tempo T4 e em resposta à indicação de quase cheio, o controlador envia um sinal que energiza o solenoide 509 e para de enviar o sinal que energizou o solenoide 519. Isso causa o movimento da válvula de controle 507 para a sua primeira posição (conectando a câmara 503 à fonte de ar comprimido) e o retorno da válvula de controle 517 para a sua segunda posição (ventilando a câmara 502 para a atmosfera). O solenoide 559 permanece desenergizado e o circuito de fluido 560 permanece desbloqueado.

[0121] Como um resultado do ar comprimido que flui para dentro da câmara 503 e do fluxo de ar fora da câmara 502, e pelo fato de o óleo poder fluir no circuito de fluido 560, o pistão 501 se move para baixo. Isso puxa a barra 72 e a trave 92 para baixo. O movimento des

46/83 cendente da trave 92 resulta no movimento descendente do apoio de elevação 91, da conexão de direcionamento 60 e da lançadeira 200, bem como no movimento descendente da barra 82 e do pistão 551. As setas perto das portas 505 e 506 indicam a direção do fluxo de ar. As setas perto das portas 555 e 556 indicam a direção do fluxo de óleo. Uma seta posicionada perto do topo do apoio de elevação 91 indica a direção na qual a trave 92 e os seus componentes acoplados estão se movendo.

[0122] A figura 8E mostra a unidade de enchimento 10 em um tempo T5 depois desse tempo T4. A trave 92 e os seus componentes acoplados continuam a se mover para baixo. O solenoide 509 permanece energizado e os solenoides 519 e 559 permanecem desenergizados. Ar e o óleo continuam a fluir nas direções indicadas.

[0123] A figura 8F mostra a unidade de enchimento 10 em um tempo T6 depois desse T5. A moção descendente da trave 92 fez com que o sinalizador óptico 120 atingisse um ponto no qual ele é detectado pelo sensor 121. Isso faz com que o sensor óptico 121 envie um sinal de detecção para o controlador. Em resposta ao sinal de detecção, o controlador envia um sinal que energiza o solenoide 559. Isso causa o movimento da válvula de controle 557 para a sua primeira posição (bloqueando o circuito de fluido 560). O solenoide 509 permanece energizado e o solenoide 519 permanece desenergizado. Pelo fato de o óleo não poder mais fluir no circuito de fluido 560, o óleo não pode mais se mover entre as câmaras 552 e 553. Como um resultado, o movimento do pistão 551 é interrompido. Isso faz com que a barra 82, a trave 92 e os outros componentes acoplados à trave 92 parem de se mover. Embora a válvula de controle 507 esteja em sua primeira posição (conectando a câmara 503 à fonte de ar comprimido) e a válvula de controle 517 esteja em sua segunda posição (ventilando a câmara 502 para a atmosfera), o pistão 501 é mantido no lugar em virtude de

47/83 sua acoplagem à trave 92, e ar não está fluindo dentro ou fora do acionador 70.

[0124] A posição da lançadeira 200 no tempo T6 corresponde a um valor alvo de baixo fluxo. Quando a lançadeira 200 está nessa posição, o fluxo de produto do tipo bebida que flui através da abertura 49 fica parcialmente obstruído, com a taxa na qual o produto flui a partir da abertura 49 para um recipiente sendo reduzida. O valor alvo de baixo fluxo irá variar com base no tipo de bebida e pode variar com base no tipo de recipiente. Por exemplo, um primeiro valor alvo de baixo fluxo, o qual corresponde a um produto menos viscoso sem nenhuma inclusão, pode dispor a lançadeira 200 em uma primeira posição que fecha quase que completamente a abertura 49. Um segundo valor alvo de baixo fluxo, o qual corresponde a um produto que é mais viscoso e/ou contendo inclusões, pode dispor a lançadeira 200 em uma segunda posição que parcialmente obstrui a abertura 49, mas a um grau menor do que a primeira posição.

[0125] O sistema descrito acima permite um simples ajuste do valor alvo de baixo fluxo. Em particular, as localizações do sensor óptico 121 e do controle do sinalizador 120 quando o movimento descendente de conexão de direcionamento 60 é impedido. Movendo-se o sensor óptico 121 para cima ou para baixo (e/ou ajustando-se a posição de sinalizador 120 na trave relativa 92), o valor alvo de baixo fluxo pode ser mudado.

[0126] Em algumas modalidades, o valor alvo de baixo fluxo é controlado sem o uso de um sensor óptico. Ao invés disso, o controlador ativa um temporizador quando uma indicação de quase cheio é recebida. O temporizador é definido em um valor que representa o tempo necessário, depois de enviar um sinal de controle para energizar o solenoide 509 (e o cessar concomitante do sinal de controle que energiza o solenoide 519), para que a conexão 60 se mova para baixo, na

48/83 posição do valor alvo de baixo fluxo. O valor do temporizador pode ser prontamente determinado efetuando-se vários testes da unidade de enchimento 10 com o produto em questão e cronometrando o tempo necessário para atingir o valor alvo de baixo fluxo. Esse valor de tempo poderia ser então usado para essa unidade de enchimento e para outras unidades de enchimento em um sistema de enchimento.

[0127] A figura 8G mostra a unidade de enchimento 10 em um tempo T7 depois desse T6. Um ou mais sinais S_LC enviados a partir da célula de carga 406 do braço 20 indicaram para o controlador que o peso do recipiente que está sendo enchido e seu conteúdo atingiram um valor que corresponde a um recipiente completamente cheio. Em resposta à indicação de cheio, o controlador para de enviar um sinal para energizar o solenoide 559. Isso causa o movimento da válvula de controle 557 para a sua segunda posição (desbloqueando o circuito de fluido 560). O controlador continua a enviar um sinal que energiza o solenoide 509, mantendo desse modo a válvula de controle 507 em sua primeira posição (conectando a câmara 503 à fonte de ar comprimido). O solenoide 519 é desenergizado e a válvula de controle 517 está em sua segunda posição (ventilando a câmara 502 para a atmosfera). Pelo fato de o óleo poder agora fluir a partir da câmara 553 para a câmara 552, a moção descendente dos pistões 501 e 551 e de seus componentes acoplados (incluindo lançadeira 200) recomeça.

[0128] A figura 8H mostra a unidade de enchimento 10 em um tempo T8 depois desse T7. No tempo T8, a válvula de enchimento 50 está completamente fechada. O sinal do controlador solenoide energizado 509 agora pode ser descontinuado, de modo a retornar a unidade de enchimento 10 para a condição mostrada na figura 8A. As operações mostradas nas figuras de 8B a 8H podem ser então repetidas quando o próximo recipiente estiver em posição para ser enchido. Em algumas modalidades, o controlador continua a enviar um sinal que

49/83 energiza o solenoide 509 até que seja o momento de abrir novamente a válvula de enchimento 50.

[0129] As figuras de 8I a 8P são vistas traseiras parcialmente esquemáticas de uma unidade de enchimento que incorpora um sistema de valor alvo de baixo fluxo de acordo com outra modalidade. A unidade de enchimento das figuras 8I-8P é similar à unidade de enchimento 10 mostrada nas figuras 8A-8H. Na modalidade das figuras 8I-8P, no entanto, o cilindro 80 foi substituído por um cilindro 81'. O cilindro 80' é similar ao cilindro 80, com o compartimento 81', a barra 82', o pistão 551', as portas 555' e 556', câmara 552' e a câmara 553' sendo respectivamente similares ao compartimento 81, à barra 82, ao pistão 551, às portas 555 e 556, à câmara 552 e à câmara 553 de cilindro 80. [0130] Contudo, o circuito de fluido 560 foi substituído. A câmara 552', através da porta 555', está conectada a um reservatório de óleo 581 por dois caminhos. O primeiro caminho inclui uma válvula de verificação 583. O segundo caminho inclui uma válvula de controle 557', a qual é similar à válvula de controle 557, e um orifício de restrição de fluxo 582. A válvula de controle 557' possui uma primeira posição na qual o fluxo está bloqueado e uma segunda posição na qual o fluxo está desbloqueado. A posição da válvula de controle 557' é controlada por um solenoide 559' que recebe um sinal de controle de um controlador, conforme descrito abaixo. A mola inclina a válvula de controle 557' para a sua segunda posição quando o solenoide 559' não está energizado. O solenoide energizado 559' move a válvula de controle 557' para a sua primeira posição.

[0131] A câmara 553' está conectada, através da porta 556', ao topo do reservatório de óleo 581. Na modalidade das figuras 8I-8P, o óleo flui entre a câmara inferior 552' e o reservatório de óleo 581. A câmara 553' contém ar e apenas uma pequena quantidade de óleo para vedação e lubricação. A câmara 553' é conectada ao reservatório

50/83 de óleo 581 para que qualquer óleo que poderia ser expelido através da porta 556' possa ser devolvido para o reservatório de óleo 581. A porção superior do reservatório de óleo 581 é ventilada para a atmosfera. O óleo usado na modalidade das figuras 8I-8P também pode ser óleo de silicone alimentar.

[0132] A válvula de verificação 583 permite o fluxo a partir do reservatório de óleo 581 para a câmara 552' quando o pistão 551' se move para cima, porém, bloqueia o fluxo na outra direção quando o pistão 551' se move para baixo. O orifício 582 permite o fluxo em qualquer direção, mas restringe esse fluxo. Desse modo, o orifício 582 desacelera o movimento descendente do pistão 551'. Tal ação desacelera o movimento descendente da lançadeira 200, de modo a impedir que a trava 225 bata dentro da saída 49 e cause um desgaste prematuro. Quando a válvula 50 é aberta, a válvula de verificação 583 permite que o óleo contorne o orifício 582, de modo a permitir que a lançadeira seja suspensa mais rapidamente.

[0133] Os mesmos sinais de controle usados na modalidade das figuras 8A-8H podem ser usados na modalidade das figuras 8I-8P para obter-se os mesmos movimentos de válvula. Na figura 8I (tempo T1), a válvula de enchimento 50 está fechada, a lançadeira 200 está no fim de seu percurso, os pistões 501 e 551' estão no fim de seus percursos e os solenoides 509, 519 e 559' não estão energizados. O sensor óptico 121 está gerando um sinal de detecção em resposta ao sinalizador 120 estar localizado no sensor 121. Nesse estágio da unidade de operação de enchimento, no entanto, o controlador não toma nenhuma ação com base no sinal de detecção.

[0134] No tempo T2 (figura 8J), a unidade de enchimento começa a abrir a válvula de enchimento 50. O solenoide 519 está energizado em resposta a um sinal de um controlador. O solenoide 509 não está energizado. O solenoide 559' não energizado e a válvula de controle

51/83

557' permanece em sua segunda posição (desbloqueada). O óleo flui a partir do reservatório 581 para o crescente volume da câmara 552' à medida que o pistão 552' se move para cima. Esse óleo flui através da válvula de verificação 583 e, a um grau menor, através do orifício 582 e da válvula de controle 557'.

[0135] No tempo T3 (figura 8K), a válvula de enchimento está completamente aberta e a lançadeira 200 está no início do seu percurso. O solenoide 519 permanece energizado em resposta a um sinal do controlador. O solenoide 509 permanece desenergizado. O solenoide 559' também permanece energizado e a válvula de controle 557' está em sua segunda posição (desbloqueada). Pelo fato de os pistões 501 e 551' não estarem mais se movendo, o fluxo de ar e óleo foi interrompido. O sinalizador óptico 120 foi movido para fora do sensor óptico 121 e o sensor 121 não está mais enviando um sinal de detecção.

[0136] No tempo T4 (figura 8L), em resposta a uma indicação de quase cheio, o controlador envia um sinal que energiza o solenoide 509 e para de enviar o sinal que energiza o solenoide 519. O solenoide 559' permanece desenergizado e a válvula de controle 557' permanece em sua posição não bloqueada. O óleo flui para o reservatório de óleo 581 a partir da câmara 552', mas apenas através da válvula de controle 557' e do orifício 582.

[0137] No tempo T5 (figura 8M), o solenoide 509 permanece energizado e os solenoides 519 e 559' permanecem desenergizados. O ar e o óleo continuam a fluir nas direções indicadas.

[0138] No tempo T6 (figura 8N), a válvula 50 atingiu o seu valor alvo de baixo fluxo e o sensor óptico 121 enviou um sinal de detecção para o controlador. Em resposta, o controlador envia um sinal que energiza o solenoide 559'. Isso causa o movimento da válvula de controle 557' para a sua primeira posição (bloqueando o fluxo de fluido). O solenoide 509 permanece energizado e o solenoide 519 permanece

52/83 desenergizado. Pelo fato de o óleo não poder mais fluir a partir da câmara 552' para o reservatório de óleo 581, o movimento do pistão 551' é interrompido.

[0139] No tempo T7 (figura 8O), o controlador recebeu uma indicação de cheio e parou de enviar um sinal para energizar o solenoide 559'. Isso causa o movimento da válvula de controle 557' para a sua segunda posição (desbloqueada). O controlador continua a enviar um sinal que energiza o solenoide 509. O solenoide 519 é desenergizado. Pelo fato de o óleo poder agora fluir a partir da câmara 552' para o reservatório de óleo 581, a moção descendente dos pistões 501 e 551' recomeça.

[0140] No tempo T8 (figura 8P), a válvula de enchimento 50 está completamente fechada. O sinal do controlador solenoide energizado 509 agora pode ser descontinuado, de modo a retornar a unidade de enchimento para a condição mostrada na figura 8I.

[0141] Conforme previamente indicado em algumas modalidades, a unidade de enchimento 10 é usada em um sistema de enchimento que pode encher recipientes com múltiplos tipos de produtos do tipo bebida. Esses produtos podem ter uma ampla faixa de viscosidades e pode compreender ou não inclusões. Para acomodar os produtos com inclusões maiores, a abertura 49 da válvula de enchimento 50 é dimensionada para que essas inclusões possam passar. Por exemplo, a abertura 49 da ventosa 53 pode ter uma largura de cerca de 15,875 mm (0,625 polegada). No entanto, uma abertura dimensionada para que inclusões possam passar (por exemplo, cubos de10 mm) pode resultar em taxas de fluxo indesejavelmente altas para produtos que precisam de inclusões e/ou que são menos viscosos. Em algumas modalidades, um sistema de enchimento, que inclui a válvula de enchimento 50, também pode incluir um sistema de controle de pressão que mantém uma pressão desejada em um local nesse sistema de en

53/83 chimento. Esse local pode ser no reservatório de produto que fornce uma ou mais válvulas de enchimento ou pode ser em um caminho de fluxo desse reservatório. Para alguns produtos, a pressão desejada pode estar acima da pressão atmosférica, de modo a encorajar o produto a fluir através das válvulas de enchimento. Para outros produtos, a pressão desejada pode ser subatmosférica (ou seja, um vácuo), de modo a desacelerar o fluxo de produto através das válvulas de enchimento. Conforme usado aqui, atmosférica, pressão atmosférica e pressão atmosférica do ambiente referem-se a uma pressão ambiente nos espaços que circundam o sistema de enchimento, incluindo o espaço na saída da(s) válvula(s) de enchimento.

[0142] A figura 9A é um diagrama esquemático mostrando uma parte de um sistema de enchimento de recipiente de produto do tipo bebida, o qual inclui um sistema de controle de pressão 600 de acordo com pelo menos algumas modalidades. A parte do sistema de enchimento mostrada na figura 9A poderia fazer parte de um sistema de enchimento, tal como o sistema de enchimento 40 mostrado na figura 2 e poderia incluir a válvula de enchimento 50. Pelo fato de a válvula de enchimento 50 ser simbolicamente mostrada como um retângulo na figura 9A, as localizações do(s) cano(s) de recirculação13 são indicadas para fins de orientação. Conforme mostrado em linhas pontilhadas irregulares, a válvulas adicionais de enchimento 50 podem ser incluídas em paralelo. Ao longo de toda a descrição restante das figuras 9A e 9B, válvula(s) de enchimento 50 indica que entre 1 e n válvulas de enchimento 50 estão presentes, onde n é um número arbitrário (por exemplo, 72 para o sistema de enchimento 40 da figura 2). Um ou mais canos de recirculação 13 da(s) válvula(s) de enchimento 50 estão conectados a um sistema de recirculação de produto. Esse sistema de recirculação de produto também é discutido em conexão com a figura 9B.

54/83 [0143] Válvula(s) de enchimento 50 estão conectadas ao reservatório de produto 601. O interior do reservatório 601 possui a capacidade de manter uma quantidade de produto do tipo bebida que é maior do que os volumes combinados dos múltiplos recipientes que estão sendo enchidos. O interior do compartimento de cada válvula de enchimento 50 está em comunicação fluida com o interior do reservatório de produto 601. Um transdutor de pressão (PT) 602 está localizado em um caminho de fluido entre o reservatório 601 e a(s) válvula(s) de enchimento 50. Em algumas modalidades, o transdutor de pressão 602 pode estar localizado dentro do reservatório 601, por exemplo, em uma região inferior do interior do reservatório 601, perto de uma saída que leva à(s) válvula(s) de enchimento 50. O transdutor de pressão 602 envia sinais SPT para um controlador. Embora não mostrado na figura 9A, o controlador forma uma parte do subsistema de controle de pressão 600 (e de outros sistemas descritos aqui) e é discutido abaixo em conexão com a figura 10. Os sinais S_PT são indicativos das pressões detectadas em várias vezes pelo transdutor 602 no caminho de fluido entre o reservatório 601 e a(s) válvula(s) de enchimento 50. Um transdutor de nível (LT) 603 está localizado dentro do reservatório 601 e envia sinais SLT para o controlador, com os sinais SLT sendo indicativos dos níveis de fluido dentro do reservatório 601 em vários momentos.

[0144] O reservatório 601 é enchido com produto do tipo bebida através de uma entrada de suprimento 606. A entrada de suprimento 606 pode receber produto do tipo bebida a partir de um pasteurizador ou esterilizador, conforme descrito em conexão com a figura 9B.

[0145] O sistema de controle de pressão do reservatório 600 está conectado ao interior do reservatório 601 por uma linha de controle de pressão do reservatório 607. A linha 607, bem como outras linhas descritas em conexão com o sistema 600, pode incluir um ou mais canos,

55/83 tubos ou outro tipo de conduto capaz de conter o fluido pressurizado e, para algumas porções do sistema 600, manter um vácuo sem sofrer um colapso. O fluido operacional do sistema de controle de pressurização do reservatório 600 pode ser um gás ou uma mistura de gases, por exemplo, ar, nitrogênio, dióxido de carbono, etc. Ajustando-se a pressão de um fluido na linha 607, a pressão dentro do reservatório 601 (e em locais em um caminho de fluxo do reservatório 601) pode ser controlada. A linha 607 pode incluir um disjuntor de vácuo 608 para impedir que o tanque desmorone como o resultado de um vácuo inadvertidamente alto, bem como uma válvula de descompressão 609 para impedir dano ao sistema damage em razão de uma sobrepressão inadvertida na linha 607.

[0146] Uma primeira ramificação da linha 607 está conectada a uma saída de uma válvula de controle de pressão 610. A válvula de controle de pressão 610 é aberta e fechada de modo seletivo por um transdutor de corrente e pressão (I/P) 611. O lado de entrada da válvula de controle de pressão 610 está conectado por linhas adicionais a uma fonte 618 de ar pressurizado (ou outra fonte de fluido operacional pressurizado). Incluído nessas linhas, conectando a válvula de controle de pressão 610 e a fonte 618, pode haver uma válvula de assento angular 614, filtros 615 e 616 e uma válvula manual 617. Os filtros 615 e 616 podem ser filtros de 0,2 micron e esses são incluídos para impedir que micro-organismos ou outros contaminantes entrem no reservatório 601. Para operações de enchimento asséptico, os filtros 615 e 616 podem ser filtros esterilizáveis HEPA/ULPA. A válvula manual 618 pode ser usada para isolar o sistema 600 em relação à fonte 618. A válvula de assento angular 614 também pode ser usado para isolar o sistema 600 em relação à fonte 618, porém, mantendo ao mesmo tempo os filtros 615 e 616 pressurizados. Uma válvula de assento angular 612 conecta as partes do sistema 600 entre a fonte 618 e o lado de entra

56/83 da da válvula 610 a um dreno 613.

[0147] Uma segunda ramificação da linha de controle de pressão do reservatório 607 está conectada ao lado de entrada de uma bomba de vácuo 622. A saída da bomba de vácuo 622 está conectada a um dreno 623. Uma válvula de assento angular 620 pode ser incluída nas linhas conectando a bomba de vácuo 622 à linha 607. Um orifício ajustável de alívio de vácuo 621 (por exemplo, uma válvula agulha) está conectado ao caminho de fluido entre a válvula de assento angular 620 e a bomba de vácuo 622.

[0148] O transdutor de pressão 602, o transdutor de nível 603, o disjuntor de vácuo 608, a válvula de descompressão 609, a válvula de controle de pressão 610, o transdutor de corrente e pressão 611, a válvulas de assento angulares 612, 614 e 620, os filtros 615 e 616, a válvula manual 617, o orifício de vácuo 621 e a bomba de vácuo 622 podem ser componentes convencionais comercialmente disponíveis. Consequentemente e exceto em relação ao seu uso nos sistemas novos e inventivos descritos aqui, detalhes adicionais desses componentes não serão providos.

[0149] A pressão na linha 607 é ajustada de modo a manter uma pressão PAlvo em uma localização que corresponde ao transdutor de pressão 602 perto ou em (por exemplo, +/- 0,689 kPa, +/- 0,344 kPa, etc. (+/- 0,1 psi, +/- 0,05 psi), etc.) P_Alvo. Conforme indicado acima, essa localização está entre o reservatório 601 e a(s) válvula(s) de enchimento 50 na figura 9A. Em outras modalidades, essa localização pode ser dentro do reservatório 601 ou em outro ponto em um caminho de fluxo do reservatório 601. Essa P_{Pressão alvo} pode ser uma pressão subatmosférica (um vácuo), pode ser uma pressão atmosférica ou pode ser uma pressão acima da pressão atmosférica. Em função da pressão principal do conteúdo do reservatório 601, a pressão real na linha 607 pode ser inferior à pressão medida pelo transdutor 602. Contudo, a

57/83 redução da pressão na linha 607 reduz as pressões entre o reservatório 601 e a(s) válvula(s) de enchimento 50 e o aumento da pressão na linha 607 aumenta as pressões entre o reservatório 601 e a(s) válvula(s) de enchimento 50.

[0150] A bomba de vácuo 622 puxa o fluido a partir da linha 607 para gerar a pressão subatmosférica (ou seja, vácuo) nessa linha. A válvula 610 pode ser aberta para permitir que o fluido pressurizado do seu lado de entrada flua a partir do seu lado de saída. Dependendo do grau no qual a válvula 610 está aberta, a saída da válvula 610 pode reduzir a pressão subatmosférica na linha 607, neutralizar a pressão subatmosférica na linha 607 para nivelar a pressão da linha 607 à pressão atmosférica, ou pode superar a pressão subatmosférica criada na linha 607 pela bomba de vácuo 622, de modo a definir a pressão da linha 607 acima da pressão atmosférica. O controlador recebe os sinais S_PT a partir de transdutor de pressão 602. Usando-se um algoritmo de controle descrito abaixo em conexão com a figura 11C, e com base nos sinais recebidos SPT e em parâmetros de controle previamente definidos, o controlador envia os sinais SPC para o transdutor 611. Em resposta a esses sinais SPC, o transdutor 611 abre a válvula de controle de pressão 610 para superar mais da pressão subatmosférica criada pela bomba 622 (aumentando desse modo a pressão na linha 607) ou fecha a válvula de controle 610 para superar menos da pressão subatmosférica criada pela bomba 622 (diminuindo desse modo a pressão na linha 607).

[0151] Cada uma das válvulas de assento angulares 612, 614 e 620 está normalmente completamente aberta ou completamente fechada. Cada uma dessas válvulas de assento angulares é acionável por um solenoide (ou por um acionador pneumático controlado por solenoide), não mostrado, em resposta a um sinal do controlador. O controlador envia um sinal para manter a válvula de assento angular 614

58/83 aberta enquanto o sistema 600 está operando e para de enviar esse sinal quando o sistema 600 não está sendo operado ou se for necessário interromper o fluxo de alta pressão por alguma razão. O controlador envia um sinal para manter a válvula de assento angular 620 aberta enquanto o sistema está operando e para de enviar esse sinal quando o sistema não é sendo operado ou se for necessário isolar o lado de vácuo em relação ao lado de pressão por alguma razão. A válvula de assento angular 612 permanece fechada durante a operação; o controlador pode enviar um sinal para abrir a válvula 612 se houver a necessidade de descarregar ar a partir do lado de alta pressão.

[0152] Usar tanto a fonte de fluido comprimido 618 quanto a bomba de vácuo 622 para ajustar a pressão permite um melhor controle, particularmente quando for necessário para manter um vácuo na linha 607. Em operação, as válvulas 617, 614 e 620 podem ser abertas, a válvula 612, fechada e a bomba de vácuo 622, energizada antes de abrir qualquer uma da(s) válvula(s) 50. Com a válvula de controle de pressão 610 definida no meio de a sua faixa ideal de operação, o orifício 621 pode ser ajustado para que a pressão detectada pelo transdutor 602 esteja em P_Alvo.· O controlador pode então começar a executar um algoritmo de controle de pressão, conforme descrito abaixo, e as operações de enchimento com válvula(s) 50 começam.

[0153] Uma P_Alvo desejável dependerá do produto do tipo bebida em questão e, em particular, da viscosidade desse produto. Uma P_Alvo desejada para um produto particular do tipo bebida pode ser determinada por efetuar um número limitado de testes (por exemplo, em intervalos de 0,689 kPa (0,1 psia) entre 96,526 kPa e 106,868 kPa (14 psia e 15,5 psia)) para mapear a pressão de entrada de uma válvula de enchimento 50 em comparação com a taxa de fluxo ao longo de uma saída 49 dessa válvula de enchimento 50 para o produto em questão. Uma taxa de fluxo desejada pode ser selecionada e a pressão corres

59/83 pondente pode ser então usada. Um teste completo do sistema pode ser então efetuado para ajustar essa pressão e averiguar múltiplas válvula de enchimento 50 recebendo produto a partir do reservatório. [0154] Na modalidade de sistema 600 mostrado na figura 9A, a saída de válvula de controle de pressão 610 e a entrada da bomba de vácuo 622 estão conectadas à linha de controle de pressão 607. Como pode ser compreendido a partir da figura 9A, a linha 607 e o interior do reservatório 601 formam um espaço comum de fluido. Em outras modalidades, a saída de uma válvula de controle de pressão e a entrada de uma bomba de vácuo (ou de outra fonte de vácuo) podem estar conectadas a uma configuração diferente de linhas formando um espaço comum de fluido, que inclui um reservatório interior.

[0155] O reservatório 601 é vedado e pode ser mantido em uma pressão acima, igual ou abaixo da pressão atmosférica. Em algumas modalidades, o reservatório 601 pode ser ventilado para a atmosfera e as operações de enchimento podem ser executadas em um modo aberto para a atmosfera.

[0156] Durante a execução de operações de enchimento a quente, a temperatura de um produto do tipo bebida em um reservatório pode ser elevada para impedir o crescimento de micro-organismos tanto no produto quanto em um recipiente enchido com esse produto. Por exemplo, esse produto aquecido pode ajudar a esterilizar o interior do recipiente. Em algumas operações de enchimento, um recipiente é invertido depois de ter sido enchido com produto aquecido e tampado com um dispositivo de fechamento. O produto aquecido dentro do recipiente esteriliza então as superfícies internas do dispositivo de fechamento.

[0157] Durante as operações de enchimento a quente, é desejável manter a temperatura dos componentes internos da válvula de enchimento 50 próxima da temperatura elevada do reservatório. Se a tem

60/83 peratura da válvula de enchimento cair demais, a temperatura do produto dispensado dentro de um recipiente pode ficar baixa demais. Se o fluxo de produto parar completamente quando a válvula de enchimento 50 for fechada, os componentes internos da válvula de enchimento 50 podem esfriar enquanto a válvula de enchimento est[a esperando para começar a operação de enchimento do próximo recipiente. Por exemplo, e conforme previamente explicado em conexão com a figura 2, uma válvula de enchimento 50 pode estar localizada sobre um carrossel continuamente giratório e pode dispensar o produto do tipo bebida dentro de um recipiente enquanto essa válvula de enchimento 50 se move entre as localizações de 6 horas e meio dia. Enquanto essa válvula de enchimento 50 se move entre as localizações de meio dia e 6 horas para receber outro recipiente e começar uma nova operação de enchimento, o produto não flui a partir da saída 49 dessa válvula de enchimento 50.

[0158] Para impedir um resfriamento excessivo de uma válvula de enchimento toda vez que essa válvula de enchimento for fechada, conhece-se o procedimento de recircular uma pequena quantidade de produto aquecido através dessa válvula de enchimento e de volta para um tanque de produto. Para vários tipos de produtos, no entanto, uma recirculação excessiva pode degradar a qualidade do produto. Consequentemente, o fluxo de recirculação deve ser suficiente para manter a válvula de enchimento aquecida, mas em uma taxa de fluxo bem reduzida em relação ao fluxo através da válvula de enchimento quando a válvula de enchimento estiver aberta.

[0159] Conforme previamente indicado, a válvula de enchimento 50 pode ser usada para encher recipientes com uma ampla variedade de produtos do tipo bebida. Alguns desses produtos podem ter inclusões relativamente grandes. Para recircular o produto com grandes inclusões, as passagens de fluido relativamente grandes se fazem ne

61/83 cessárias. Por exemplo, para recircular um produto do tipo bebida que possui inclusões 10 mm x 10mm x 10 mm, é desejável uma passagem de fluxo que tenha uma largura de pelo menos 15,875 mm (0,625 polegada) (por exemplo, um diâmetro de 15,875 mm (0,625 polegada) para uma passagem redonda). Para bebidas com viscosidade mais baixa e sem inclusões, no entanto, simplesmente modificar um sistema convencional de recirculação de produto para incluir passagens desse tamanho resultaria em taxas de fluxo de recirculação indesejavelmente altas para produtos de baixa viscosidade, com inclusões menores (ou nenhuma inclusão).

[0160] Em algumas modalidades, um sistema de enchimento pode incluir um sistema de recirculação de produto, que pode recircular produtos com grandes inclusões, mas que também pode recircular outros produtos sem fazer isso em taxas de fluxo indesejavelmente altas.O fluxo ao longo desse sistema de recirculação pode ser monitorado usando-se um medidor de fluxo. Com base no resultado desse medidor de fluxo, o fluxo dentro do sistema de recirculação pode ser ajustado e mantido em um nível predefinido.

[0161] A figura 9B é um diagrama esquemático mostrando uma parte de um sistema de enchimento de recipiente de produto do tipo bebida, o qual inclui um sistema de recirculação de produto 650 de acordo com pelo menos algumas modalidades. A figura 9B é uma extensão da figura 9A e mostra outra parte do mesmo sistema de enchimento de recipiente de produto do tipo bebida.

[0162] Um caminho de fluxo do sistema de recirculação de produto 650 inclui uma bomba com deslocamento positivo e velocidade variável 651, equipada com uma unidade de frequência variável (VFD) 652. Uma entrada da bomba 651 está conectada a tubo(s) de recirculação 13 da(s) válvula(s) de enchimento 50. Uma saída da bomba 651 flui para um tanque de balanço 655. Um medidor de fluxo 653 está locali

62/83 zado em uma parte do caminho de fluxo entre a saída da bomba 651 e o tanque de balanço 655. O medidor de fluxo 653, o qual pode incluir um medidor de fluxo de massa e um transmissor de fluxo ou outro tipo de transdutor, envia os sinais S_RFM indicativos das taxas de fluxo através do medidor de fluxo 653 e desse modo, através do caminho de fluxo do sistema de recirculação de produto 650. Um arrefecedor instantâneo ou outro trocador de calor 654 pode estar localizado no caminho de fluxo do sistema de recirculação de produto 650 e pode resfriar o produto do tipo bebida para impedir um dano em função do aquecimento prolongado. A bomba 651, a unidade de frequência variável 652, o medidor de fluxo 653 e o trocador de calor 654 podem ser componentes convencionais comercialmente disponíveis. Consequentemente e exceto em relação ao seu uso nos sistemas novos e inventivos descritos aqui, os detalhes adicionais desses componentes não serão providos.

[0163] Os sinais SRFM do medidor de fluxo 653 são recebidos pelo controlador. Embora não mostrado na figura 9B, o controlador faz parte do sistema de recirculação de produto 650 e será discutido em conexão com a figura 10. Usando-se um algoritmo de controle descrito abaixo em conexão com a figura 11D, e com base nos sinais recebidos S_RFM e nos parâmetros de controle previamente definidos, o controlador envia sinais SRFC para a unidade 652. Em resposta a esses sinais SRFC, a unidade 652 aumenta ou diminui a velocidade da bomba 651 para ajustar o fluxo no lado de saída da bomba 651.

[0164] O tanque de balanço 655 envia para a entrada de uma segunda bomba com deslocamento positivo e velocidade variável 656, acionada por uma unidade de frequência variável 657. Um transdutor de nível 659 envia sinais S_LTB indicativos dos níveis de produto no tanque 655 para o controlador. Com base nesses sinais S_LTB, o controlador gera os sinais S_FBC para aumentar ou diminuir a velocidade (e des

63/83 se modo, o fluxo) da bomba 656. O transdutor de nível 659, a bomba 656 e a unidade de frequência variável 657 podem ser componentes convencionais comercialmente disponíveis.

[0165] A saída da bomba 656 é uma entrada para o tanque de compensação 658. Uma saída do tanque de compensação 658 está conectada à entrada da terceira bomba com deslocamento positivo e velocidade variável 660, acionada por uma unidade de frequência variável. A saída da bomba 660 flui para um processador 661. O processador 661 pode ser um pasteurizador ou outro esterilizador. A saída do processador 661 flui para o reservatório 601. O fluxo a partir do processador 661 para o reservatório 601 é controlado por uma válvula borboleta 664 (conectada a um transdutor de corrente e pressão 665). O controlador gera os sinais S_LL para controlar a posição da válvula 664 com base nos sinais S_LT do transdutor de nível 603 (figura 9A). Um circuito de recirculação na saída do processador 661 inclui outra válvula borboleta 662 conectada a um transdutor de corrente e pressão 663. Os sinais do controlador, não mostrados, controlam a posição da válvula 662. A válvula 662 pode ser aberta se, por exemplo, o fluxo para o reservatório 601 for desacelerado ou interrompido. O fluxo da válvula 662 retorna o produto do tipo bebida, através de um segundo arrefecedor instantâneo 669, para o tanque de compensação 658. A parte do sistema mostrada na figura 9B depois dessa bomba 656 (ou seja, o tanque de compensação 658, a bomba e a unidade 660, o processador 661, a válvula 662 e o transdutor 663, a válvula 664, o arrefecedor instantâneo 669 e o transdutor 665) pode ser similar aos sistemas convencionais usados no suprimento de produto aquecido para um tanque do sistema de enchimento, o qual supre as válvulas de enchimento. Em algumas modalidades, as passagens no sistema de recirculação de produto 650 possuem uma mlargura ínima de 15,875 mm (0,625 polegada).

64/83 [0166] A figura 9C é um diagrama esquemático mostrando uma parte de um sistema de enchimento de recipiente de produto do tipo bebida, o qual inclui um sistema de recirculação de produto 650' de acordo com pelo menos algumas modalidades. Como para tal modalidade, a figura 9C é uma extensão da figura 9A e não da figura 98. Vários aspectos da modalidade mostrada na figura 9C são similares à modalidade da figura 98, com os elementos da figura 9C sendo similares e operando de um modo similar aos elementos da figura 8B, os quais possuem os mesmos números de referência. No sistema de recirculação 650', no entanto, uma válvula de fluxo variável 671 foi adicionada. A válvula 671 pode ser uma válvula de diafragma convencional ou outro tipo de válvula redutora de fluxo. A bomba de velocidade variável 670 e a sua unidade associada de frequência variável são similares à bomba 651 e à unidade 652. No sistema 650', a válvula 671 é usada para ajustar a taxa de fluxo. O controlador envia sinais S_RFCv (por exemplo, para um transdutor de corrente e pressão conectado à válvula 671) que fazem a válvula 671 aumentar ou diminuir a taxa de fluxo do produto ao longo do caminho de fluxo do sistema 650'. O controlador pode gerar sinais SRFCv com base nos sinais SRFM recebidos a partir do medidor de fluxo 653. Em algumas modalidades e com exceção da válvula 671 sob algumas configurações, as passagens no sistema de recirculação de produto 650' possuem uma largura mínima de

15,875 mm (0,625 polegada). No entanto, o controlador pode pulsar periodicamente a válvula 671 para uma posição aberta o suficiente para permitir que qualquer acúmulo de inclusões na válvula 671 seja descartado.

[0167] A figura 9D é um diagrama esquemático mostrando uma parte de um sistema de enchimento de recipiente de produto do tipo bebida, o qual inclui um sistema de recirculação de produto 650 de acordo com pelo menos algumas adicional modalidades. Como para

65/83 tal modalidade, a figura 9D é uma extensão da figura 9A e não da figura 9B. Vários aspectos da modalidade mostrada na figura 9D são similares à modalidade da figura 9B, com os elementos na figura 9D sendo similares e operando de um modo similar aos elementos da figura 8B, os quais possuem os mesmos números de referência. No sistema de recirculação 650, no entanto, o tanque de balanço 655 é substituído por um tanque de balanço pressurizado 680. O tanque 680 é conectado a uma fonte de ar comprimido através de uma válvula de controle de pressão 673, com a válvula 673 estando conectada a um transdutor de corrente e pressão 672. A bomba de velocidade variável 670 e a sua unidade associada de frequência variável são similares à bomba 651 e à unidade 652. No sistema 650, no entanto, a válvula 673 é usada para ajustar a taxa de fluxo por aumentar ou diminuir a pressão no tanque 680, aumentando ou diminuindo desse modo a contrapressão no caminho de fluxo do sistema 650. O controlador envia os sinais S_RFCp para o transdutor de corrente e pressão 672, os quais fazem a válvula 673 aumentar ou diminuir a taxa de fluxo de ar comprimido dentro do tanque 680. O controlador pode gerar os sinais SRFCp com base nos sinais S_RFM recebidos a partir do medidor de fluxo 653. Em algumas modalidades, as passagens no sistema de recirculação de produto 650 possuem uma largura mínima de 15,875 mm (0,625 polegada).

[0168] A figura 10 é um diagrama em bloco mostrando entradas e saídas para um controlador 1000 de um sistema de enchimento de acordo com algumas modalidades. O controlador 1000 pode ser um microprocessador, um circuito integrado programável (IC), um IC de finalidade especial, um controlador lógico programável (PLC), um arranjo de portas programável em campo (FPGA) ou outro tipo de dispositivo capaz de receber os sinais, executar instruções e enviar sinais com base nos sinais e instruções recebidos. O controlador 1000 pode

66/83 incluir uma memória para armazenar instruções e dados e/ou ele pode acessar os componentes de uma memória separada (não mostrada). Embora a figura 10 mostre um único controlador 1000, em algumas modalidades um sistema de enchimento pode incluir múltiplos controladores, com as operações do controlador, tais como aquelas descritas aqui, sendo distribuídas dentre esses múltiplos controladores.

[0169] O controlador 1000 está conectado a uma ou mais linhas de sinais de entrada, através das quais o controlador 1000 recebe os sinais de vários componentes do sistema de enchimento. Algumas dessas linhas de sinais de entrada conduzem sinais SLC a partir das células de carga 406 dos braços 20 (figuras 7A-7D). Conforme mostrado na figura 10, o controlador 1000 pode receber uma entrada separada de cada uma das múltiplas células de carga 406. Cada uma dessas entradas pode ser sinais SLC de uma célula de carga 406 de um braço 20, os quais correspondem a uma única unidade de enchimento

10. O controlador 1000 também está conectado às linhas de sinais de entrada através das quais o controlador 1000 recebe os sinais SPT a partir do transdutor de pressão 602 (figura 9A), os sinais SRFM do medidor de fluxo 653 (figura 9B), os sinais S_LTB do transdutor de nível 659 e os sinais S_LT do transdutor de nível 603 (figura 9A). O controlador 1000 pode incluir linhas de sinais adicionais para receber os sinais de outros transdutores, de instruções de programação, etc. Por exemplo, e conforme indicado acima, o controlador 1000 recebe um sinal do sensor óptico 121 quando a válvula de enchimento 50 está em um valor alvo de baixo fluxo.

[0170] O controlador 1000 também está conectado a uma ou mais linhas de sinais de saída, através das quais o controlador 1000 envia sinais de controle para vários componentes do sistema de enchimento. Algumas dessas linhas de sinais de saída conduzem sinais para os solenoides dos acionadores de cada uma das múltiplas unidades de

67/83 enchimento 10. Conforme mostrado na figura 10, isso pode incluir, para cada unidade de enchimento 10, uma linha de sinal separada para cada um dos solenoides 509, 519 e 559 (figuras de 8A a 8H) (ou linhas de sinais para os solenoides 509, 519 e 559' na modalidade das figuras 8I-8P). O controlador 1000 associa cada grupo de linhas de sinais de saída a uma série de solenoides 509, 519 e 559 em uma unidade de enchimento 10, com uma linha de sinal de entrada conduzindo os sinais S_LC a partir da célula de carga 406 do braço 20 correspondente à essa unidade de enchimento 10. O controlador 1000 também está conectado às linhas de sinais de saída, através das quais o controlador 1000 envia os sinais SPC para o transdutor 611 (figura 9A), os sinais SRFC para a unidade de frequência variável 652 (figura 9B), os sinais SFBC para a unidade 657 e os sinais SLL para o transdutor 665 (figura 9B). O controlador 1000 pode incluir linhas de sinais adicionais, através das quais o controlador 1000 envia os sinais para outros componentes do sistema de enchimento. Esses sinais podem incluir, sem limitação, os sinais para as válvulas de assento angulares 612, 614 e 620, os sinais para os transdutores de corrente e pressão 663 e 665, um sinal para a válvula 671 (na modalidade da figura 9C), um sinal para o transdutor 672 (na modalidade da figura 9D), um sinal para a unidade de bomba 660, um sinal para a unidade de bomba 670 (nas modalidades das figuras 9C e 9D) e um sinal on/off para a bomba de vácuo 622.

[0171] A figura 11A é um exemplo de um algoritmo efetuado pelo controlador 1000, em conexão com as operações mostradas nas figuras 8A-8H ou nas figuras 8I-8P. O algoritmo da figura 11A faz referência e será descrito em relação a uma única unidade de enchimento e ao seu braço correspondente 20. No entanto, o controlador 1000 pode simultaneamente executar um caso separado do algoritmo da figura 11A para cada unidade de enchimento e seu braço correspondente 20.

68/83 [0172] Na etapa 1101, a qual pode corresponder ao estado de uma unidade de enchimento mostrada na figura 8A ou na figura 8I, o controlador 1000 determina se um recipiente vazio foi disposto dentro da pinça 415 do braço 20. Em algumas modalidades, o controlador 1000 pode fazer essa determinação com base em um sensor óptico ou de contato separado, posicionado sobre a pinça 415 para detectar um recipiente. Ainda em outras modalidades, o controlador 1000 faz essa determinação após verificar se um sinal recentemente recebido SLC a partir da célula de carga 406 corresponde ao peso de um recipiente vazio. Conforme indicado pelo circuito não, o controlador 1000 continua fazendo a determinação da etapa 1101 até que um recipiente vazio esteja no braço 20. Nesse ponto, o algoritmo avança para a ramificação sim da etapa 1102. Na etapa 1102, a qual pode corresponder ao estado da unidade de enchimento mostrada na figura 8B (ou na figura 8J), o controlador 1000 envia um sinal para energizar o solenoide 519.

[0173] O controlador 1000 continua em seguida a etapa 1103, na qual o controlador 1000 determina se o recipiente que está sendo enchido está quase cheio, por exemplo, 90% cheio. A etapa 1103 pode corresponder ao estado da unidade de enchimento mostrada na figura 8C (ou na figura 8K). Em algumas modalidades, a determinação na etapa 1103 é feita após verificar-se se um sinal SLC da célula de carga 406 indica um peso que corresponde a um recipiente quase cheio. Conforme indicado pelo circuito não, a etapa 1103 é repetida até que um recipiente seja determinado como estando quase cheio. Assim que essa determinação tiver sido feita, o controlador 1000 avança para a etapa 1104 na ramificação sim. Na etapa 1104, a qual pode corresponder ao estado da unidade de enchimento mostrada na figura 8D (ou na figura 8L), o controlador 1000 para de enviar um sinal para o solenoide 519 e começa a enviar um sinal para o solenoide 509.

69/83 [0174] O controlador 1000 avança em seguida para a etapa 1105, na qual o controlador 1000 determina se ele recebeu um sinal do sensor óptico 121. A etapa 1105 pode corresponder ao estado da unidade de enchimento mostrada na figura 8E (ou na figura 8M). Conforme indicado pelo circuito não, a etapa 1105 é repetida até que um sinal do sensor óptico 121 tenha sido recebido. Assim que esse sinal do sensor óptico for recebido, o controlador avança para a etapa 1106 na ramificação sim. Na etapa 1106, a qual pode corresponder ao estado da unidade de enchimento mostrada na figura 8F (ou na figura 8N), o controlador 1000 envia um sinal para energizar o solenoide 559 (or solenoide 559'). O controlador 1000 avança em seguida para a etapa 1107 e determina se o recipiente que está sendo enchido está completamente cheio. O controlador 1000 pode fazer a determinação na etapa 1107 após verificar se um sinal SLC recebido da célula de carga 406 indica o peso de um recipiente cheio. A etapa 1107 é repetida (circuito não) até que uma determinação positiva de recipiente cheio tenha sido feita, em cujo estágio o controlador 1000 continua a etapa 1108.

[0175] Na etapa 1108, a qual pode corresponder ao estado da unidade de enchimento mostrada na figura 8G (ou na figura 8O), o controlador 1000 para de enviar o sinal para energizar o solenoide 559 (ou o solenoide 559'). O controlador 1000 avança em seguida para a etapa 1109 e determina se o braço 20 está vazio, ou seja, se o recipiente cheio foi removido. Em algumas modalidades, o controlador 1000 faz a determinação da etapa 1109 com base em um sinal de um sensor óptico ou de contato disposto no braço 20. Em outras modalidades, o controlador 1000 faz a determinação da etapa 1109 após verificar se um sinal SLC da célula de carga 406 corresponde ao peso de um braço não carregado 20. A etapa 1109 é repetida (circuito não) até que uma determinação positiva de braço vazio tenha sido feita, em cujo estágio o controlador 1000 continua a etapa 1110. Na etapa 1110, o

70/83 controlador 1000 para de enviar o sinal para energizar o solenoide 509. O controlador 1000 retorna em seguida para a etapa 1101 e espera por um sinal indicando que o próximo recipiente vazio está em posição no braço 20.

[0176] A figura 11B é um exemplo de um algoritmo alternativo, o qual pode ser executado pelo controlador 1000, em conexão com operações similares àquelas mostradas nas figuras 8A-8H e 8I-8P, no entanto, um sensor óptico 120 não é usado. As etapas 1121, 1122, 1123, 1126, 1127, 1128, 1129 e 1130 são respectivamente etapas similares 1101, 1102, 1103, 1106, 1107, 1108, 1109 e 1110 da figura 11A e desse modo, não serão adicionalmente descritas. Na etapa 1124, o controlador 1000 executa operações similares àquelas da etapa 1104 da figura 11A, porém, ele também aciona um temporizador. Esse temporizador possui um valor que representa o tempo necessário para a válvula de enchimento ir de uma condição completamente aberta para uma condição parcialmente aberta, o qual corresponde a um valor alvo de baixo fluxo desejado. Na etapa 1125, o controlador 1000 determina se esse temporizador finalizou sua contagem. O controlador 1000 repete a etapa 1125 (circuito não) até que esse temporizador tenha finalizado sua contagem, em cujo estágio o controlador 1000 avança para a ramificação sim da etapa 1126.

[0177] Conforme indicado acima, o controlador 1000 também controla a pressão no reservatório 601 (ou em um caminho de fluxo do reservatório 601) enviando sinais SPC para ajustar a posição da válvula de controle de pressão 610 (figura 9A). Em algumas modalidades, o controlador 1000 executa instruções para controlar a configuração da válvula de pressão 610 usando um algoritmo de circuito de controle PID (proporcional integral derivativo). A figura 11C é um diagrama em bloco mostrando um exemplo de tal algoritmo. Em um ciclo de relógio t do controlador 1000, o algoritmo recebe duas entradas. A primeira en

71/83 trada é de dados que correspondem a um valor de uma pressão desejada alvo (P_Alvo) a ser mantida no reservatório 601 (ou em um caminho de fluxo do reservatório 601). Esse valor pode ser uma constante armazenada na memória como um parâmetro do programa. A segunda entrada é SPT(t) um valor de um sinal SPT do transdutor de pressão 602, recebido durante o ciclo de relógio t. Um calculador 1151 subtrai uma das entradas do outro e envia uma diferença resultante como EPr(t) um valor de erro de pressão no tempo t. O valor EPr(t) é recebido por um bloco de cálculo proporcional 1152, um bloco de cálculo integral 1153 e um bloco de cálculo derivativo 1154. Os valores P(1), P(2) e P(3) são parâmetros de ajuste, e T é um intervalo de tempo de integração (por exemplo, o total de tempo decorrido desde que o algoritmo começou a ser executado). Os envios dos blocos 1152, 1153 e 1154 são recebidos por um segundo bloco de cálculo 1155, o qual envia a soma SPC(t), o sinal de controle SPC (para o transdutor de corrente e pressão 611) para o ciclo de relógio t. No próximo ciclo de relógio (t+1) do controlador 1000, o algoritmo da figura 11C é efetuado novamente, porém usando-se SPT(t+1) ao invés de SPT(t) como a segunda entrada para obter EPr(t+1), um valor de erro de pressão no tempo t+1, provendo EPr(t+1) para os blocos 1152-1154, etc. O sinal SPT(t+1) seria um valor de sinal SPT recebido no ciclo t+1 e depois que válvula de pressão 610 tivesse sido ajustada em resposta a SPC(t). O algoritmo da figura 11C seria repetido de um modo similar no ciclos de relógio subsequentes.

[0178] Conforme também indicado acima, o controlador 1000 controla a velocidade da bomba de deslocamento positivo 651 enviando sinais S_RFC para ajustar a velocidade da bomba 651 (figura 9B). Em algumas modalidades, o controlador 1000 executa instruções para controlar a configuração da bomba 651 usando outro algoritmo de circuito de controle PID. A figura 11D é um diagrama em bloco mostran

72/83 do um exemplo de such um algoritmo. Em um ciclo de relógio t do controlador 1000, o algoritmo recebe duas entradas. A primeira entrada é de dados que correspondem a um fluxo desejado ao longo do caminho de fluxo do sistema de recirculação de produto 650. Em algumas modalidades, esse valor (FL_Alvo) está entre 5% e 15% do total de fluxo dentro do reservatório 601. O controlador 1000 pode calcular um valor para FLAlvo calculando a porcentagem de fluxo dentro do reservatório 601 .O fluxo dentro do reservatório 601 pode ser determinado pelo controlador 1000 com base nos dados sucessivos do transdutor de nível 603 ao longo do tempo. Por exemplo, uma taxa de fluxo com base nos valores S_LT(t) e S_LT(t-n) poderia ser calculada como [[volume de reservatório 601 que corresponde a S_LT(t)] - [volume de reservatório 601 que corresponde a S_LT(t-n)]/[(t) - (t-n)]]), na qual n é um número de ciclos de relógio que corresponde a um período suficientemente longo para detectar a mudança no nível de produto. A segunda entrada é S_RFM(t) um valor de um sinal S_RFM do medidor de fluxo 653 recebido no ciclo de relógio t. Um calculador 1161 subtrai uma das entradas do outro e envia uma diferença resultante como E_FL(t), um valor de erro de fluxo no tempo t. O valor E_FL(t) é recebido por um bloco de cálculo proporcional 1162, um bloco de cálculo integral 1163 e um bloco de cálculo derivativo 1164. Os valores P(4), P(5) e P(6) são parâmetros de ajuste, e T é um intervalo de tempo de integração (por exemplo, o total de tempo decorrido desde que o algoritmo começou a ser executado). Os envios dos blocos 1162, 1163 e 1164 são recebidos por um segundo bloco de cálculo 1165, o qual envia a soma SRFC(t), o sinal de controle SRFC (para a unidade de frequência variável 652) para ciclo de relógio t. No próximo ciclo de relógio (t+1) de controlador 1000, o algoritmo da figura 11D é efetuado novamente, porém usando-se SRFM(t+1) ao invés de SRFM(t) como a segunda entrada para obter EFL(t+1), um valor de erro de fluxo no tempo t+1, provendo EFL(t+1) para os blocos

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1162-1164, etc. O sinal S_RFM(t+1) seria um valor de sinal SRFM recebido no ciclo t+1 e depois que a velocidade de bomba 651 tivesse sido ajustada em resposta a S_RFC(t). O algoritmo da figura 11D seria repetido em de um modo similar em ciclos de relógio subsequentes. Os valores dos parâmetros de ajuste P(4), P(5) e P(6) podem ser determinados usando-se técnicas convencionais de inicialização e ajuste dos controladores PID usados em tipos existentes de sistemas de fluxo de fluido.

[0179] Na modalidade da figura 9C, o controlador 1000 controla o fluxo ao longo do caminho de fluxo do sistema 650' enviando sinais de controle S_RFVc para ajustar a válvula 671. Em algumas modalidades, o controlador gera os sinais S_RFVc usando um algoritmo de circuito de controle PID similar àquele da figura 11D, porém com S_RFCv como uma saída ao invés de S_rfc.· Na modalidade da figura 90, o controlador 1000 controla o fluxo ao longo do caminho de fluxo do sistema 650 enviando sinais de controle S_RFVp para ajustar a válvula 673. Em algumas modalidades, o controlador gera os sinais S_RFVp usando um algoritmo de circuito de controle PID similar àquele da figura 11D, porém com S_RFCp como uma saída ao invés de S_rfc.

[0180] Conforme também indicado acima, o controlador 1000 controla a velocidade da bomba 656 gerando os sinais S_fbc. Em algumas modalidades, o controlador 1000 gera os sinais S_fbc usando outro algoritmo de circuito de controle PID e com base nos sinais S_ltb do transdutor de nível 659 como uma entrada. Por exemplo, um valor alvo (ALA_lvo) para a mudança no nível de produto dentro do tanque de balanço 655 poderia ser set em 0. Uma entrada AL(t) poderia ser calculado com base nos valores de S_ltb ao longo do tempo. O algoritmo poderia ser então ajustado, de modo a manter um nível de produto constante no tanque 655. De maneira alternativa, o algoritmo para gerar os sinais S_fbc poderia ser muito mais simples. Por exemplo, sem

74/83 pre que o nível de tanque 655 atingisse um valor determinado (por exemplo, 80% cheio), o controlador poderia gerar sinais S_FBC que fizessem a bomba 656 operar em uma velocidade predefinida até que o nível no tanque 655 atingisse outro valor (por exemplo, 20% cheio).

[0181] A figura 12A é um diagrama em bloco mostrando as etapas em um método de acordo com algumas modalidades. Em uma primeira etapa 1201, um reservatório do sistema de enchimento é carregado com um suprimento de um primeiro produto do tipo bebida. Esse sistema de enchimento pode ser um sistema de enchimento conforme descrito aqui e pode incluir uma ou mais válvulas de enchimento 50 e/ou outros componentes, tais como aqueles descritos aqui. Na etapa 1202, o sistema de enchimento é usado para o enchimento a quente de recipientes a partir do reservatório com o primeiro produto do tipo bebida. Em particular, os recipientes são dispostos em posições de enchimento em relação a uma ou mais válvulas de enchimento e o produto aquecido é dispensado dentro desses recipientes. Depois dessa etapa 1202, o sistema de enchimento é carregado com um suprimento de um segundo produto do tipo bebida na etapa 1203. Na etapa 1204, o sistema de enchimento é em seguida usado para o enchimento asséptico de recipientes a partir do reservatório com o segundo produto do tipo bebida. Depois dessa etapa 1204, o sistema de enchimento é carregado com um suprimento de um terceiro produto do tipo bebida na etapa 1205. Na etapa 1206, o sistema de enchimento é em seguida usado para o enchimento de recipientes a partir do reservatório com o terceiro produto do tipo bebida. A operação de enchimento da etapa 1206 pode ser efetuada enquanto o terceiro produto está refrigerado ou em temperatura ambiente e sem manter condições assépticas. Embora não mostrado na figura 12A, operações adicionais de configuração, limpeza e/ou esterilização podem ser executadas antes da etapa 1201, entre as etapas 1202 e 1203, entre a etapas 1204 e

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1205 e depois dessa etapa 1206.

[0182] Qualquer um dentre os primeiro, segundo e terceiro produtos do tipo bebida pode ter uma viscosidade entre 1 cps e 400 cps. Qualquer um dentre os primeiro, segundo e terceiro produtos do tipo bebida pode conter inclusões (de tamanhos dentro das faixas discutidas acima e em concentrações dentro das faixas discutidas acima) ou pode ser não ter nenhuma inclusão. Porém, como um exemplo, em algumas modalidades, um dentre os primeiro, segundo e terceiro produtos do tipo bebida não ter nenhuma inclusão e outro dentre os primeiro, segundo e terceiro produtos do tipo bebida possui inclusões em uma porcentagem volumétrica de pelo menos 10%, com volumes entre 125 milímetros cúbicos e 1000 milímetros cúbicos (por exemplo, 25%, 400 milímetros cúbicos). Em algumas modalidades, um dentre os primeiro, segundo e terceiro produtos do tipo bebida possui uma viscosidade entre cerca de 1 cps e cerca de 50 cps, outro dentre os primeiro, segundo e terceiro produtos do tipo bebida possui uma viscosidade entre cerca de 50 cps e cerca de 100 cps, e outro dentre os produtos do tipo bebida possui uma viscosidade entre cerca de 100 cps e cerca de 200 cps. Em algumas modalidades, um dentre os primeiro, segundo e terceiro produtos do tipo bebida possui uma viscosidade entre cerca de 1 cps e cerca de 50 cps e outro dentre os primeiro, segundo e terceiro produtos do tipo bebida possui uma viscosidade entre cerca de 100 cps e cerca de 200 cps. Em algumas modalidades, um dentre os primeiro, segundo e terceiro produtos do tipo bebida possui uma viscosidade entre cerca de 1 cps e cerca de 100 cps e outro dentre os primeiro, segundo e terceiro produtos do tipo bebida possui uma viscosidade entre cerca de 200 cps e cerca de 400 cps.

[0183] As etapas na figura 12A não precisam ser executadas na ordem mostrada. Por exemplo, a ordem na qual o sistema de enchimento é usado para encher a quente os recipientes com o primeiro

76/83 produto do tipo bebida, para encher assepticamente os recipientes com o segundo produto do tipo bebida e para encher a quente os recipientes com o terceiro produto do tipo bebida poderia ser variada.

[0184] A figura 12B é um diagrama em bloco mostrando as etapas em outro método de acordo com algumas modalidades. Na etapa 1211, um braço controlador de recipiente é disposto em uma primeira configuração para encher um primeiro tipo de recipiente. O braço controlador de recipiente inclui uma célula de carga, que envia um sinal indicativo da força F2 imposta à célula de carga em resposta à força F1 de um recipiente mantido pelo braço e do conteúdo desse recipiente. Na primeira configuração, a força F2 é uma primeira proporção da força F1. Na etapa 1212, o braço controlador de recipiente na primeira configuração é usado para segurar os recipientes do primeiro tipo enquanto eles são enchidos com produto do tipo bebida a partir de uma válvula de enchimento. Na etapa 1213, o braço controlador de recipiente é disposto em uma segunda configuração para encher um segundo tipo de recipiente. Na segunda configuração, a força F2 é uma segunda proporção da força F1. A segunda proporção é diferente da primeira proporção. Na etapa 1214, o braço controlador de recipiente na segunda configuração é usado para segurar os recipientes do segundo tipo enquanto eles são enchidos com produto do tipo bebida a partir de uma válvula de enchimento. Em outras modalidades, o método da figura 12B pode incluir etapas adicionais, nas quais o braço controlador de recipiente é disposto em configurações adicionais para encher tipos adicionais de recipientes, com cada uma das configurações adicionais correspondendo a uma proporção diferente F2:F1, e com o braço controlador de recipiente usado para segurar esses tipos adicionais de recipientes durante o enchimento com produto do tipo bebida e nessas configurações adicionais. Embora não mostradas na figura 12B, operações adicionais de configuração, limpeza e/ou esterilização

77/83 podem ser executadas, por exemplo, entre as etapas 1212 e 1213 ou entre as etapas 1213 e 1214.

[0185] A figura 12C é um diagrama em bloco mostrando as etapas em outro método de acordo com algumas modalidades. Na etapa 1221, um reservatório do sistema de enchimento é carregado com um suprimento de um primeiro produto do tipo bebida. Esse sistema de enchimento pode ser um sistema de enchimento conforme descrito aqui e pode incluir uma ou mais válvulas de enchimento 50 e/ou outros componentes, tais como aqueles descritos aqui. Na etapa 1222, o sistema de enchimento é usado para o enchimento de recipientes a partir do reservatório com o primeiro produto do tipo bebida. Em particular, os recipientes são dispostos em posições de enchimento em relação a uma ou mais válvulas de enchimento e o produto é dispensado dentro desses recipientes. Na etapa 1222, uma pressão em uma localização no reservatório interior (ou em um caminho de fluxo do reservatório interior) é mantida em um primeiro nível. Na etapa 1223, o reservatório do sistema de enchimento é carregado com um suprimento de um segundo produto do tipo bebida. Na etapa 1224, o sistema de enchimento é usado para o enchimento de recipientes a partir do reservatório com o segundo produto do tipo bebida. Na etapa 1224, uma pressão na mesma localização é mantida em um segundo nível diferente do primeiro nível. Pelo menos um dentre os primeiro e segundo níveis é subatmosférico. Etapas adicionais podem ser executadas, nas quais o sistema de enchimento é usado para encher recipientes a partir do reservatório com outros produtos do tipo bebida e para manter ao mesmo tempo uma pressão no local em um ou mais níveis. Em algumas modalidades, uma pressão é mantida em um nível desejado mantendo-se essa pressão dentro de 0,689 kPa (+/- 0,1 psi) do nível desejado. Tal tolerância pode ter outros valores (por exemplo, 0,344 kPa (+/0,05 psi). Em algumas modalidades, o primeiro nível de pressão é su

78/83 batmosférico e o segundo nível de pressão é atmosférico ou mais alto, e a primeiro bebida é menos viscosa do que a segunda bebida. Em algumas modalidades, o primeiro nível de pressão é atmosférico ou mais alto e o segundo nível de pressão é subatmosférico, e a primeira bebida é mais viscosa do que a segunda bebida. Embora não mostradas na figura 12C, operações adicionais de configuração, limpeza e/ou esterilização podem ser executadas, por exemplo, entre as etapas 1222 e 1223. Em algumas modalidades, o método da figura 12C pode incluir etapas adicionais de enchimento do reservatório com um suprimento de um terceiro produto do tipo bebida e em seguida, de enchimento de recipientes a partir do reservatório com esse terceiro produto do tipo bebida, enquanto o reservatório é ventilado para a atmosfera. [0186] A figura 12D é um diagrama em bloco mostrando as etapas em um método adicional de acordo com algumas modalidades. Em uma primeira etapa 1231, um reservatório do sistema de enchimento é carregado com um suprimento de um primeiro produto do tipo bebida. Esse sistema de enchimento pode ser um sistema de enchimento tal como descrito aqui e pode incluir uma ou mais válvulas de enchimento 50 e/ou outros componentes, tais como aqueles descritos aqui. Na etapa 1232 e durante um primeiro período de tempo, o sistema de enchimento é usado para o enchimento a quente de recipientes de bebida a partir do reservatório com o primeiro produto do tipo bebida. Em particular, os recipientes são dispostos em posições de enchimento em relação a uma ou mais válvulas de enchimento e produto é dispensado dentro desses recipientes. Durante o primeiro período de tempo, o sistema de enchimento automaticamente mantém uma taxa de fluxo ao longo de um caminho de fluxo de recirculação do produto (por exemplo, ajustando a velocidade de uma bomba de fluxo variável nesse caminho de fluxo na modalidade da figura 9B, ajustando a configuração de uma válvula de fluxo variável na modalidade da figura 9C, ajus

79/83 tando uma válvula de controle de pressão na modalidade da figura 9D). Na etapa 1233, o reservatório do sistema de enchimento é carregado com um suprimento de um segundo produto do tipo bebida. Na etapa 1234, e durante um segundo período de tempo, o sistema de enchimento é usado para o enchimento a quente de recipientes de bebida a partir do reservatório com o segundo produto do tipo bebida. Durante o segundo período de tempo, o sistema de enchimento novamente mantém automaticamente uma taxa de fluxo ao longo desse caminho de fluxo de recirculação do produto. Embora não mostradas na figura 12D, operações adicionais de configuração, limpeza e/ou esterilização podem ser executadas, por exemplo, entre o enchimento de recipientes com um produto e em seguida, o carregamento do reservatório com um produto diferente.

[0187] Um dentre os primeiro e segundo produtos do tipo bebida possui inclusões (de tamanhos dentro das faixas discutidas acima e em concentrações dentro das faixas discutidas acima) e o outro dentre os primeiro e segundo produtos do tipo bebida precisa de inclusões. Porém, como um exemplo, um dentre os primeiro e segundo produtos do tipo bebida pode ter inclusões em uma porcentagem volumétrica de pelo menos 25%. Pelo menos uma porção dessas inclusões pode ter volumes individuais de pelo menos 400 milímetros cúbicos. Etapas adicionais ou alternativas podem ser executadas, nas quais o reservatório é enchido com outros produtos contendo inclusões de outros tamanhos e/ou em outras concentrações (por exemplo, inclusões em uma concentração de cerca de 1% e dimensionada para encaixar-se dentro de um cubo de 1 mm), e o sistema de enchimento é em seguida usado para efetuar o enchimento a quente desses outros produtos dentro de recipientes, enquanto automaticamente mantém uma taxa de fluxo ao longo de um caminho de fluxo de recirculação do produto.

[0188] Sistemas de acordo com várias modalidades permitem o

80/83 enchimento de recipientes com uma faixa muito mais ampla de tipo de produtos do que seria concebívvel usando-se sistemas convencionais. Os sistemas de acordo com várias modalidades também permitem o enchimento de recipientes em taxas mais altas do que é praticável com sistemas convencionais quando o produto possui uma viscosidade maior do que cerca de 20 cps ou quando o produto possui inclusões.

[0189] Em adição às variações e modalidades descritas desse modo até o momento, modalidades adicionais podem incluir diferentes características e/ou diferentes combinações de características. Exemplos incluem, porém não estão limitados ao que se segue.

[0190] Outros tipos, formatos e configurações de ímãs podem ser usados em uma válvula de enchimento. Uma lançadeira e/ou uma conexão de direcionamento poderia ter outras configurações. Uma lançadeira pode precisar de hélices endireitadoras de fluxo, tais como as hélices 208, e/ou pode ter uma configuração diferente de hélices endireitadoras de fluxo. Tipos diferentes de elementos terminais podem ser fixados a uma lançadeira (por exemplo, para o uso com ventosas que possuem aberturas dimensionadas de maneiras diferentes). Em algumas modalidades uma válvula de enchimento ventosa, tal como a ventosa 53, poderia ser substituída por outro tipo de ventosa. Como pode ser compreendido a partir das figuras 1A, 1B e 3A-4B, a ventosa 53 pode ser facilmente substituída afrouxando-se a braçadeira 56, removendo-se a ventosa 53, colocando um nova ventosa na posição e reapertando-se a braçadeira 56. Em um cenário, um ou mais produtos do tipo bebida, com os quais os recipientes devem ser enchidos, podem precisar de inclusões ou podem ter inclusões relativamente pequenas, e talvez não haja nenhuma necessidade de uma ventosa com uma saída dimensionada para permitir a passagem de grandes inclusões. Em tal cenário, a ventosa de troca talvez não tenha uma abertura menor,

81/83 de modo a obter mais precisão durante o enchimento e/ou para encher os recipientes que possuem aberturas menores. Em outro cenário, talvez não haja nenhuma necessidade de efetuar enchimento a quente, e a recirculação do produto talvez não, portanto, necessária. Nesse cenário, a ventosa de troca talvez não não inclua um cano de recirculação, tal como o cano de recirculação 13.

[0191] Um braço controlador de recipiente poderia incluir uma alavanca, uma viga de suporte e uma célula de carga dispostas e/ou acopladas em configurações alternativas.

[0192] Um sistema de valor alvo de baixo fluxo poderia incluir um arranjo alternativo de válvulas de controle e/ou um posicionamento alternativo de vários componentes.

[0193] Os componentes de um sistema de controle de pressão do reservatório poderiam ser dispostos em de um modo alternativo. Tipos alternativos de válvulas de controle de fluido, transdutores e outros componentes poderiam ser usados.

[0194] Os componentes de um sistema de recirculação de produto poderiam ser dispostos de um modo alternativo. Tipos alternativos de componentes poderiam ser usados.

[0195] Uma válvula de enchimento com algumas ou todas as características de válvula de enchimento 50 pode ser usada em um sistema de enchimento que não inclui um braço controlador de recipiente, tal como o braço controlador de recipiente 20, um sistema de controle de valor alvo de baixo fluxo, tal como descrito em conexão com as figuras 8A-8H (ou as figuras 8I-8P), um sistema de controle de pressão, tal como descrito em conexão com a figura 9A ou um sistema de recirculação de produto, tal como descrito em conexão com as figuras 9B9D.

[0196] Um braço controlador de recipiente com algumas ou todas as características do braço 20 pode ser usado em um sistema de en

82/83 chimento que não inclui uma válvula de enchimento, tal como a válvula de enchimento 50, um braço controlador de recipiente, tal como o braço controlador de recipiente 20, um sistema de controle de valor alvo de baixo fluxo, tal como descrito em conexão com as figuras 8A-8H (ou as figuras 8I-8P), um sistema de controle de pressão, tal como descrito em conexão com a figura 9A ou um sistema de recirculação de produto, tal como descrito em conexão com as figuras 9B-9D.

[0197] Um sistema de controle de valor alvo de baixo fluxo, tal como aquele descrito em conexão com as figuras 8A-8H (ou as figuras 8I-8P), pode ser usado em conexão com outros tipos de válvulas de enchimento e/ou pode ser usado nos sistemas que não incluam um braço controlador de recipiente, tal como o braço controlador de recipiente 20, um sistema de controle de pressão, tal como descrito em conexão com a figura 9A ou um sistema de recirculação de produto, tal como descrito em conexão com as figuras 9B-9D.

[0198] Um sistema de controle de pressão, tal como descrito em conexão com a figura 9A, pode ser usado em conexão com outros tipos de válvulas de enchimento e/ou pode ser usado nos sistemas que não incluam um braço controlador de recipiente, tal como braço 20, um sistema de controle de valor alvo de baixo fluxo, tal como descrito em conexão com as figuras 8A-8H (ou as figuras 8I-8P) ou um sistema de recirculação de produto, tal como descrito em conexão com as figuras 9B-9D.

[0199] Um sistema de recirculação de produto, tal como descrito em conexão com as figuras 9B-9D pode ser usado em conexão com outros tipos de válvulas de enchimento e/ou pode ser usado nos sistemas que não incluam um braço controlador de recipiente, tal como braço 20, um sistema de controle de valor alvo de baixo fluxo, tal como descrito em conexão com as figuras 8A-8H (ou as figuras 8I-8P) ou um sistema de controle de pressão, tal como descrito em conexão com a

83/83 figura 9A.

[0200] Sistemas, tais como esses descritos aqui, também podem ser usados para encher recipientes com outros tipos de líquidos. Esses produtos podem incluir, sem limitação, outros tipos de produtos alimentícios, tintas e outros líquidos. Esses outros produtos também podem ter viscosidades e inclusões nas faixas indicadas acima para produtos do tipo bebida.

[0201] A descrição supracitada das modalidades foi apresentada para fins de ilustração e descrição. Portanto, a descrição acima não pretende ser exaustiva ou limitar as modalidades da presente invenção à forma precisa descrita aqui, e modificações e variações são possíveis em vista dos ensinamentos acima ou elas podem ser adquiridas a partir da prática de várias modalidades. As modalidades discutidas aqui foram escolhidas e descritas com o intuito de explicar os princípios e a natureza ds várias modalidades e sua aplicação prática, de modo a permitir que uma pessoa versada na técnica utilize a presente invenção em várias modalidades e com várias modificações, conforme for adequado para o uso particular contemplado. Qualquer e todas as combinações, subcombinações e permutações das características das modalidades descritas acima estão dentro do escopo da invenção.

Claims (14)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Unidade de enchimento, caracterizada pelo fato de que compreende:

   uma válvula de enchimento de recipiente, a válvula de enchimento incluindo uma lançadeira móvel entre uma posição aberta, a qual corresponde a uma primeira taxa de fluxo através da válvula de enchimento, a posição fechada que corresponde à ausência de fluxo através da válvula de enchimento, e uma posição de valor alvo de baixo fluxo, que corresponde a uma segunda taxa de fluxo diferente de zero através da válvula de enchimento, na qual a segunda taxa de fluxo é menor que a primeira taxa de fluxo;

   um acionador que compreende uma câmara e uma barreira acoplado à lançadeira, na qual a barreira é móvel para aumentar de maneira alternada o volume da câmara ou para diminuir o volume da câmara;

   um caminho de fluxo a partir da câmara; e uma válvula de controle posicionada no caminho de fluxo e que possui uma posição bloqueada, na qual o fluxo de fluido está bloqueado e uma posição não bloqueada, na qual o fluxo de fluido está desbloqueado.
2. 2. Unidade de enchimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o acionador compreende uma segunda câmara e a barreira é móvel para aumentar de maneira alternada o volume da câmara e ao mesmo tempo diminuir o volume da segunda câmara ou para diminuir o volume da câmara e ao mesmo tempo aumentar o volume da segunda câmara, na qual o caminho de fluxo compreende um circuito de fluido acoplando a câmara e a segunda câmara.
3. 3. Unidade de enchimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o caminho de fluxo conecta a câmara a

   2/5 um reservatório de fluido.
4. 4. Unidade de enchimento de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o caminho de fluxo inclui uma primeira ramificação, que compreende um orifício de restrição de fluxo e uma segunda ramificação, que compreende uma válvula de verificação configurada para permitir o fluxo correspondente ao aumento de volume da câmara e para bloquear o fluxo de ar correspondente à diminuição de volume da câmara, na qual a válvula de controle está localizada na primeira ramificação.
5. 5. Unidade de enchimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que também compreende:

   segundo acionador que compreende terceira e quarta câmaras e uma segunda barreira acoplada à lançadeira, na qual a segunda barreira é móvel para aumentar de maneira alternada um volume do terceira câmara e ao mesmo tempo diminuir o volume da quarta câmara, ou para diminuir o volume da terceira câmara e ao mesmo tempo aumentar o volume da quarta câmara;

   uma segunda válvula de controle conectada à terceira câmara dotada de uma posição de ventilação que ventila a terceira câmara e uma posição de pressurização conectando a terceira câmara a uma fonte de ar comprimido; e uma terceira válvula de controle conectada à quarta câmara e dotada de uma posição de ventilação que ventila a quarta câmara e uma posição de pressurização conectando a quarta câmara a uma fonte de ar comprimido.
6. 6. Unidade de enchimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a unidade de enchimento faz parte de um sistema de enchimento, que compreende um controlador, na qual o controlador está configurado para gerar um

   3/5 sinal de valor alvo de baixo fluxo para mover a válvula de controle a partir da posição não bloqueada para a posição bloqueada enquanto a lançadeira está se movendo a partir da posição aberta para a posição fechada.
7. 7. Unidade de enchimento de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que também compreende um sensor configurado para detectar quando a lançadeira atingiu a posição do valor alvo de baixo fluxo, na qual o controlador está configurado para gerar o sinal de valor alvo de baixo fluxo em resposta a um sinal recebido a partir do sensor.
8. 8. Unidade de enchimento de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o controlador está configurado para gerar o sinal de valor alvo de baixo fluxo em resposta à expiração de um temporizador iniciado quando a lançadeira começa a se mover a partir da posição aberta para a posição fechada.
9. 9. Unidade de enchimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizada pelo fato de que o controlador está configurado para gerar os sinais da segunda válvula de controle para mover a segunda válvula de controle a partir da sua posição de ventilação para a sua posição pressurizada, e para gerar os sinais da terceira válvula de controle para mover a terceira válvula de controle a partir da sua posição de ventilação para a sua posição pressurizada.
10. 10. Unidade de enchimento de acordo com a reivindicação

    9, caracterizada pelo fato de que o controlador está configurado para interromper a geração de sinais do valor alvo de baixo fluxo em resposta a um sinal que corresponde a um peso predeterminado de um recipiente recebendo produto a partir da válvula de enchimento.
11. 11. Unidade de enchimento de acordo com a reivindicação

    10, caracterizada pelo fato de que o peso predeterminado corresponde a um recipiente cheio.

    4/5
12. 12. Unidade de enchimento de acordo com as reivindicações 9 a 11, caracterizada pelo fato de que o controlador está configurado para efetuar os procedimentos a seguir, em resposta a um sinal que corresponde a um peso quase cheio de um recipiente recebendo produto a partir da válvula de enchimento:

    interromper a geração de sinais da segunda válvula de controle, e gerar os sinais da terceira válvula de controle.
13. 13. Unidade de enchimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 12, caracterizada pelo fato de que o circuito de fluido é enchido com um líquido alimentar.
14. 14. Método, caracterizado pelo fato de que compreende:

    dispensar um produto do tipo bebida dentro de um recipiente a partir de uma válvula de enchimento que possui uma lançadeira móvel entre uma posição aberta, a qual corresponde a um primeiro fluxo através da válvula de enchimento, uma posição completamente fechada, a qual corresponde à ausência de fluxo através da válvula de enchimento e uma posição de valor alvo de baixo fluxo, a qual corresponde a uma segunda taxa de fluxo diferente de zera através da válvula de enchimento, na qual a segunda taxa de fluxo é menor que a primeira taxa de fluxo;

    quando o recipiente não está completamente cheio, parar o movimento da lançadeira na posição do valor alvo de baixo fluxo por meio do bloqueio de um fluxo de fluido a partir de uma câmara de um acionador, na qual o acionador inclui uma barreira acoplada à lançadeira e é móvel para aumentar de maneira alternada o volume da câmara ou para diminuir o volume da câmara; e depois que o recipiente tiver sido enchido com uma quantidade adicional do produto do tipo bebida enquanto a lançadeira

    5/5 está na posição do valor alvo de baixo fluxo, desbloquear o fluxo de fluido.