BRPI0806398A2 - sistema de envasamento - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE ENVASAMENTO Sistema de envasamento de uma máquina de envasamento para o envasamento a quente de garrafas ou recipientes similares, com pelo menos um elemento de envasamento, com um canal de líquido desenvolvido num gabinete do elemento de envasamento, o qual de um lado está em conexão com uma caldeira para o produto de enchimento líquido, e de outro lado, forma uma zona de saida para a saída do produto de enchimento líquido para o recipiente correspondente, e com uma válvula de líquido no canal de liquido, que é pode ser comandada para em estado fechado e pelo menos para um estado aberto.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE ENVASAMENTO"
A presente patente de invenção refere-se á um sistema de envasamento de acordo com o conceito geral reivindicação de patente 1. São conhecidos os sistemas de envasamento, sobretudo também aqueles para envasamento de garrafas ou recipientes similares com produto de enchimento a quente, isto é, para envasamento a quente, por exemplo, de bebidas não- gasosas ou outros produtos. Nesses sistemas é necessário, ou pelo menos conveniente, manter os elementos de envasamento aquecidos e/ou no mínimo aquecê-los, nos intervalos do envasamento, a fim de se evitar um esfriamento dos elementos de envasamento e para garantir, por exemplo, a temperatura necessária para um envasamento estéril a quente do produto de envasamento no vertimento nos recipientes.
Constitui tarefa da invenção, apresentar um sistema de envasamento, o qual permita por meio de uma construção simplificada do elemento de envasamento, um aquecimento e/ou conservação do calor desse elemento de uma máquina de envasamento nos intervalos de envasamento, por meio da circulação a quente do produto de enchimento, mas que também possibilita uma limpeza e/ou esterilização CIP. Para a solução dessa tarefa é instruído um sistema de envasamento de acordo com a reivindicação de patente 1.
Desenvolvimentos continuados, vantagens e possibilidades de aplicação da invenção resultam, também, da descrição a seguir, de exemplos práticos e das figuras. Para tal, todas as características descritas e/ou ilustradas são fundamentalmente objetos da invenção, por si ou em qualquer combinação, independentemente do seu resumo nas reivindicações ou no reflexo dessas. Também o conteúdo das reivindicações será parte integrante da descrição. A invenção será esclarecida a seguir, com mais detalhes, com ajuda das figuras num exemplo prático. Assim mostram:
Fig. 1 numa representação simplificada bem como parcialmente em corte, um sistema de envasamento de acordo com a invenção para o envasamento de garrafas ou recipientes similares com produto de enchimento líquido, com a válvula de líquido fechada;
Fig. 2 numa representação individual, duas válvulas comandadas por pressão, de um elemento de envasamento do sistema de envasamento da figura 1. Fig. 3 o sistema de envasamento da figura 1 no estado de funcionamento para uma limpeza e/ou esterilização CIP.
O sistema de envasamento de modo geral designado nas figuras por 1, é parte integrante de uma máquina de envasamento, por exemplo, de uma máquina de modelo construtivo rotativo, para envasamento por meio de jato livre de garrafas 2 com produto de enchimento líquido a quente (envasamento a quente por meio de jato livre). O sistema de envasamento 1 abrange, entre outros, elementos de envasamento 3 bem como suportes de garrafas ou recipientes 4 embaixo de cada elemento de envasamento 3 para fixação em suspensão da respectiva garrafa 2 num flange desenvolvido no gargalo da garrafa 2.1 de maneira que o bocal da garrafa 2.2 fique distanciado de frente a uma área de saída, formada por uma barreira de gás 5, do elemento de envasamento 3. Um grande número de elementos de envasamento 3 e de suportes de recipientes 4 está previsto no perímetro de um rotor acionável 6 em torno de um eixo de máquina vertical.
No gabinete 7 de cada elemento de envasamento 3 está previsto um canal de líquido 8 para o produto de enchimento líquido, com uma válvula de líquido 10 comandável por meio de um dispositivo de acionamento 9, a qual é formada por um corpo de válvula 11 interagindo com um assento de válvula. A válvula de líquido 10 e o seu corpo de válvula 11 estão representadas na figura 1 na posição fechada, de modo que o canal de líquido 8 esteja subdividido, neste estado funcional, em duas secções parciais separadas 8.1 e 8.2, das quais a secção parcial superior 8.1 está ligada por meio de um tubo 13 apresentando um medidor de vazão 12, com uma caldeira 14. A caldeira 14 está prevista, em comum, para todos os elementos de envasamento 3 e durante o funcionamento do envasamento parcialmente, ou seja, enchida até um nível N por meio de comando de nível com o produto de enchimento líquido, de modo que na caldeira 14, acima do nível N, que fica nitidamente acima do nível de altura da área de saída munida de um bloqueio de gás 5, seja formada uma câmara de gás 14.1 e abaixo uma câmara de líquido 14.2, e na qual desembocam, no fundo, os tubos 13 bem como um tubo 15 para alimentação do produto de enchimento líquido.
A secção parcial 8.2 do canal de líquido forma, na sua extremidade inferior, a área de saída munida com o bloqueio do gás 5. Na forma de execução representada, o bloqueio do gás 5 é uma aplicação com um grande número de canais abertos em ambas as extremidades.
Por meio do dispositivo de acionamento 9, pode ser movimentado o corpo da válvula 11 para a abertura da válvula de líquido 10, a partir da posição de fechamento em direção do bloqueio de gás 5, precisamente em pelo menos duas diferentes posições de abertura, para uma primeira posição de abertura, na qual a válvula de líquido 10 está aberta para um envasamento de frenagem com uma secção de abertura transversal reduzida, e para uma segunda posição de abertura, na qual a válvula de líquido 10 está aberta com uma secção transversal de abertura maior para um envasamento rápido.
No gabinete 7 do elemento de envasamento 3 foi desenvolvido ainda um trajeto de circulação 16, que une a secção parcial 8.1 com um canal anelar 17, que está previsto em comum para todos os elementos de envasamento 3 ou também para um grupo de elementos de envasamento 3 da máquina de envasamento. No canal de fluxo 16 está prevista uma válvula 18, a qual consiste essencialmente de um tucho de válvula 18.1, em posição de fechamento de válvula pré-tensionada por uma mola de pressão e de uma membrana 18.2 formando o corpo da válvula, executada de tal modo que ela se abre a uma pressão P1 segundo o tipo de uma válvula limitadora de pressão, e também em especial para um fluxo no canal de fluxo 16 da secção parcial 8.1 para o canal anelar 17.
No gabinete 7 do elemento de envasamento 3 foi desenvolvido, além disso, um canal de fluxo 19, que liga a secção do canal de fluxo 16 entre a válvula 18 e o canal anelar 17 com uma câmara 20, a qual está formada dentro de um elemento 21 previsto em forma de sino na parte inferior do gabinete 7 e que durante a operação de envasamento está aberto na parte inferior do elemento de envasamento (abertura 21.1). Na câmara 20 está acolhida a área de saída formada pelo bloqueio do gás 5.
No canal de fluxo 19 está prevista uma válvula 22, a qual está formada da mesma maneira como a válvula 18, e consiste essencialmente de um tucho de válvula 22.1 pré-tensionado por uma mola de pressão em posição de fechamento de válvula e de uma membrana 22.2 formando o corpo de válvula, sendo executado de tal modo que se abre a uma pressão P2 conforme um tipo de válvula delimitadora de pressão. O canal anelar 17 está ligado com um tubo 23, o qual é parte de uma circulação a quente para o produto de enchimento líquido e no qual está disposto uma válvula de comando 24 eletricamente acionável.
Com o sistema de envasamento 1 são possíveis os mais diferentes modos de funcionamento.
Operação de envasamento com aquecimento e/ou conservação do calor dos elementos de envasamento 3
A figura 1 mostra o elemento de envasamento 3 no estado fechado, isto é, num intervalo de envasamento, por exemplo, depois do término do envasamento de uma garrafa 2, ou antes, do início de uma nova fase de envasamento depois da introdução de uma garrafa vazia 2 no suporte de recipientes 4. A válvula de comando 24 comum para todos os elementos de envasamento 3 ou um grupo de elementos de envasamento 3 está aberta, em geral, no envasamento a quente, de modo que o produto de enchimento líquido quente possa fluir em uma circulação quente por todos os elementos de envasamento 3 da máquina de envasamento que se encontram fechados no momento, que inclui a caldeira 14, a tubulação 13, a secção parcial 8.1, o canal de anelar 17, o tubulação 23 bem como uma instalação de aquecimento para produto de enchimento não-representada, da qual o produto de enchimento será reconduzido pela tubulação 15 para dentro da caldeira 14. A fim de possibilitar a estes o aquecimento e/ou a conservação do calor dos elementos de envasamento 3 com a circulação de ar quente produzida, a válvula 18 de cada elemento de envasamento 3 está ajustada de tal maneira, que ela, com o canal de líquido 8 e a válvula de líquido 10 por causa da pressão de envasamento P1 em compasso de espera, se abre e com o canal de líquido 8 aberto e com a válvula de líquido 10, se fecha.
Por meio da abertura da válvula de líquido 10 será iniciada a fase de envasamento, para a qual, por exemplo, para um envasamento rápido o corpo de válvula 10 será movimentado para a sua segunda posição de abertura por meio do dispositivo de acionamento 9. O produto de enchimento líquido quente flui, então, como jato livre da área de saída formada pelo bloqueio de gás 5 para dentro da garrafa 2 distanciada com o seu bocal de garrafa 2.2 também da abertura 20.1. A quantidade de produto de enchimento fluindo para a garrafa 2 será medida com o medidor de vazão 12, que fornece um sinal de medição correspondente a essa quantidade a um dispositivo de acionamento central da máquina de envasamento. Antes que a fase de envasamento seja concluída, ocorre um envasamento de frenagem atendendo ao sinal de medição fornecido pelo medidor de vazão 12. Para tal, o corpo da válvula 11 será movimentado pelo dispositivo de acionamento 9 para a sua primeira posição de abertura com secção transversal de abertura reduzida, de modo que o produto de enchimento líquido flua com velocidade reduzida, porém continuamente, com jato livre em direção à garrafa 2.
Durante o envasamento rápido e o envasamento lento, a pressão em compasso de espera existente na válvula 18, do produto de enchimento líquido, ficará tão reduzida, que a válvula 18 estará fechada. Para isso também contribuirá, entre outros, para que o canal de fluxo 16 apresente uma secção transversal de fluxo 16 reduzida em comparação com o canal de líquido 8 aberto e desemboca com secção transversal de fluxo reduzida diagonalmente em uma fresta anelar formada entre o corpo de válvula 11 e a parede do canal de líquido 8, de modo que por meio do produto de enchimento fluindo pelo canal de líquido 8 e afluindo para a garrafa 2, será reduzida a pressão do produto de enchimento agindo sobre a válvula 18 em um efeito do tipo Venturi. Pelo fato de a válvula 18 fechar-se automaticamente com a abertura da válvula de líquido 10, será interrompida a circulação a quente que percorre pelo canal de fluxo 16 durante o processo de envasamento, de modo que será possível uma medição perfeita com o medidor de vazão 12 do produto de enchimento conduzido à garrafa 2 correspondente, e com isso, um envasamento em termos de volume, das garrafas 2, com produto de enchimento líquido. Por meio da formação descrita do canal de fluxo 16 e da válvula 18 ali situada, continua a não ser necessário prever-se uma válvula de comando demandadas pela eletrônica de comando da máquina de envasamento no canal de fluxo 16. A válvula 22 foi desenvolvida de tal maneira, que ela bloqueia durante a pressão P1 existente em compasso de espera no processo de envasamento. O processo de envasamento será concluído por meio de fechamento da válvula de líquido 10, sendo suficiente para tal novamente a pressão P1 em compasso de espera existente na válvula 18, a fim de abrir a válvula e com isso possibilitar a circulação a quente do produto de enchimento líquido quente. Limpeza e/ou esterilização CIP
A figura 3 mostra o sistema de envasamento 1 num estado de funcionamento para uma limpeza e/ou esterilização CiP. Para tal, será disposta por meio de giro do suporte de recipiente 4, uma tampa de fechamento 25 prevista nesse suporte de recipiente, no lado inferior do elemento de envasamento 3 e pressionada contra uma vedação circular anelar em torno da abertura 21.1, para o fechamento da câmara 20 e para a formação de uma câmara de enxágue estanque no lado inferior de cada elemento de envasamento 3. Com a válvula de líquido 10 completamente aberta, isto é, com o corpo de válvula 11 existente na segunda posição de abertura, será adicionado, então, o meio de limpeza ou esterilização líquido à caldeira 14 por meio da tubulação 15 com uma pressão P2, de tal modo que o meio de limpeza e/ou de esterilização preencha o espaço da caldeira 14 completamente. Pela pressão P2 do meio de limpeza ou de esterilização, que é mais alta que a pressão P1, serão abertas ambas as válvulas 18 e 22, de modo que o meio de limpeza ou de esterilização possam fluir por todos os elementos de envasamento 3, isto é, que seja conduzido pela tubulação 13 para o canal de líquido 8 e ao fluir por esse canal de líquido 8 chegue parcialmente por meio do canal de fluxo 16 e parcialmente pela área de saída e pelo bloqueio de gás 5, pela câmara de enxágue 20 fechada para fora para dentro do canal anelar 17, de dentro do qual será descarregado o meio de limpeza ou de esterilização por meio da tubulação 23 com a válvula 24 aberta.
Por meio da descrição da formação do canal de fluxo 19 e da válvula 22 ali existente, também não será necessário prever-se no canal de fluxo 19 uma válvula de comando demandada pela eletrônica de comando da máquina de envasamento. Para cada elemento de envasamento é suficiente, assim, um único elemento de acionamento 9 demandado pela eletrônica de comando da máquina de envasamento, com, por exemplo, apenas dois elementos ou cilindros de posicionamento.
Na válvula 18 agirá comandando, essencialmente, a pressão na secção parcial 8.1 do canal de líquido 8 e na válvula 22, a pressão na câmara 20, pelo menos na abertura da válvula correspondente, uma vez que essas pressões agem, com a válvula fechada, sobre uma área maior da membrana 18.2 e 22.2 que forma o corpo da válvula. As válvulas 18 e 22 descritas, especialmente também com o corpo de válvula membranoso, têm a vantagem de a função dessas válvulas não ser comprometida por partículas fibrosas e/ou sólidas muitas vezes contidas em sucos de frutas, por exemplo.
A invenção foi descrita, acima, por meio de um exemplo prático. É evidente que serão possíveis modificações bem como variações, sem que por causa disso seja abandonada a idéia da invenção sobre a qual se fundamenta a invenção. Acima mencionado tomou-se como base que as válvulas 18 e 22 pelo menos correspondam, no que diz respeito ao seu efeito, a válvulas limitadoras de pressão, isto é, a válvula 18 se abre com a pressão do produto de enchimento P1 agindo com a válvula de líquido 10 fechada, que é igual, na sua essência, à pressão hidrostática por causa da diferença de altura entre o nível N do nível do produto de enchimento na caldeira 14 e a posição de altura da válvula 18, enquanto a válvula 22 apenas se abrirá a uma pressão muito mais elevada P2 do meio de limpeza e de esterilização durante a limpeza e/ou esterilização CIP. Fundamentalmente existe, também, a possibilidade de se empregar outros tipos de válvulas no lugar das válvulas 18 e 22, por exemplo, válvulas de retenção ou também válvulas que respondam a diferenças de pressão entre a entrada da válvula e da saída da válvula e então se abram e, respectivamente, se fechem, quando essa diferença de pressão ultrapasse ou fique abaixo de um valor limiar pré-determinado.
Lista de marcas de referência
1 Sistema de envasamento
2 Garrafa
2.1 Flange
2.2 Bocal da garrafa
3 Elemento de envasamento
4 Suporte de recipiente
5 Bloqueio de gás
6 Rotor
7 Gabinete
8 Canal de líquido
8.1, 8.2 Secção parcial do canal de fluxo 8
9 Instalação para acionamento 10 Válvula de líquido 11 Corpo de válvula 12 Medidor de vazão 13 Tubulação 14 Caldeira 14.1 Câmara de gás 14.2 Câmara de líquidos 15 Tubulação 16 Canal de fluxo 17 Canal anelar 18 Válvula 18.1 Tucho 18.2 Membrana 19 Canal de fluxo 20 Compartimento 21 Elemento em forma de sino 21.1 Abertura do elemento 21 22 Válvula 22.1 Tucho 22.2 Membrana 23 Tubulação 24 Válvula eletricamente acionável 25 Tampa de fecho 26 Vedação anelar
Claims (12)
1. "SISTEMA DE ENVASAMENTO" de uma máquina de envasamento para envasamento a quente de garrafas ou recipientes similares (2), com pelo menos um elemento de envasamento (3), com um canal de líquido (8) desenvolvido num gabinete (7) do elemento de envasamento (3), o qual de um lado está em conexão com uma caldeira (14) para o produto de enchimento líquido e de outro lado, forma uma área de saída (5) para a saída do produto de enchimento líquido no recipiente correspondente (2), e com uma válvula de líquido (10) no canal de líquido (8), a qual é comandável entre uma posição fechada e pelo menos uma posição aberta, CARACTERIZADO por um primeiro canal de fluxo (16) desenvolvido no gabinete (7) do elemento de envasamento (3) que liga uma secção (8.1) do canal de líquido na direção do fluxo antes da válvula de líquido (10) com um canal coletivo (17), em comum para vários elementos de envasamento (3), conectável por um segundo canal de fluxo (19) desenvolvido no gabinete (7) do elemento de envasamento (3), por meio do qual seja conectável o canal coletivo (17) para a limpeza e/ou esterilização do sistema de envasamento, com uma câmara de enxágue (20) que suporta a área de saída (5), estando prevista no primeiro assim como no segundo canal de fluxo (16, 19), em cada um pelo menos uma válvula comandada (18, 22) pela pressão pelo menos no canal de fluxo (16, 19) correspondente, das quais pelo menos a primeira válvula (18) prevista, no primeiro canal de fluxo (16), abra automaticamente o primeiro canal de fluxo (16) com a válvula de líquido (10) fechada, e com a válvula de líquido (10) aberta, se feche automaticamente, e das quais pelo menos a segunda válvula (22) prevista no segundo canal de fluxo (19) feche, tanto com a válvula de líquido (10) aberta como com ela fechada, o segundo canal de fluxo (19) e que se abra automaticamente somente a uma pressão (P2), que é mais elevada do que a pressão de envasamento (P1) atuando sobre a segunda válvula (22) durante o envasamento.
2. "SISTEMA DE ENVASAMENTO" segundo a reivindicação -1, CARACTERIZADO por o canal coletivo (17) e pelo menos uma tubulação (23) conectada a esse canal com válvula de comando e de regulagem (24), ser parte integrante de um circuito para o produto de enchimento quente, no qual estejam incluídos, com a válvula de líquido (10) fechada para o aquecimento e/ou conservação do calor do elemento de envasamento (3) também a primeira secção parcial do canal de líquido (8) bem como o primeiro canal de fluxo (16) aberto.
3. "SISTEMA DE ENVASAMENTO" segundo a reivindicação -1 ou 2, CARACTERIZADO por serem a primeira válvula (18) e/ou a segunda uma válvula de retenção ou um tipo de válvula que atue como uma válvula de retenção.
4. "SISTEMA DE ENVASAMENTO" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por a primeira válvula (18) e/ou a segunda (22) serem uma válvula limitadora de pressão ou uma válvula que atue como uma válvula limitadora de pressão.
5. "SISTEMA DE ENVASAMENTO" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por a primeira válvula (18) e/ou a segunda (22) serem uma válvula que se abra ou se feche quando uma diferença de pressão entre uma entrada de válvula e uma saída de válvula ultrapasse ou fique abaixo de um valor limiar.
6. "SISTEMA DE ENVASAMENTO" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por a válvula de líquido (10) entre um estado fechado e pelo menos um estado aberto ser comandável com uma secção transversal de abertura reduzida para um envasamento de frenagem e pelo menos num segundo estado aberto com secção transversal de abertura aumentada para um envasamento rápido.
7. "SISTEMA DE ENVASAMENTO" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por na área de saída (5) estar prevista uma câmara aberta (20) suportando essa área de saída (5) e que esteja aberta no lado inferior do elemento de envasamento (3), que possa ser fechada por meio de um elemento de fechamento (25) para a formação da câmara de enxágue e dentro da qual desemboque o segundo canal de fluxo (19).
8. "SISTEMA DE ENVASAMENTO" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por estar previsto um bloqueio de gás (5) numa secção parcial (8.2) do canal de líquido, vindo em seguida à válvula de líquido (10), na direção do fluxo.
9. "SISTEMA DE ENVASAMENTO" segundo a reivindicação -8, CARACTERIZADO por o bloqueio de gás (5) formar a área de saída.
10. "SISTEMA DE ENVASAMENTO" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por o suporte de recipiente (4) ser desenvolvido para uma fixação pendente do recipiente (2) a ser envasado.
11. "SISTEMA DE ENVASAMENTO" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por no suporte de recipiente (4) estar previsto um elemento (25) formando e/ou fechando a câmara de enxágue (20).
12. "SISTEMA DE ENVASAMENTO" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por o elemento de envasamento (3) seja desenvolvido para o envasamento com jato livre.
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