ES2213386T3 - Procedimiento de control del llenado de recipientes con un producto fluido e instalacion de llenado para la puesta en practica de dicho procedimiento. - Google Patents
Procedimiento de control del llenado de recipientes con un producto fluido e instalacion de llenado para la puesta en practica de dicho procedimiento.Info
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Abstract
Procedimiento para controlar el llenado de recipientes (5) con un producto de llenado en la instalación de llenado que presenta un recipiente (1) de producto y una unidad de llenado (3) que permite el llenado simultáneo de varios recipientes (5), y la selección de los recipientes a llenar, caracterizado porque: - se mide el caudal real total de producto suministrado por la unidad de llenado (3) al conjunto de los recipientes (5), - se detecta el número n de recipientes (5) en curso de llenado en la unidad de llenado (3), - se designa un caudal teórico q de llenado individual de estos recipientes (5), - se compara el caudal real total medido y el caudal teórico nuq, y - se efectúa, si hay lugar, una corrección del caudal real total para llevarlo a que coincida con el caudal teórico, siendo gracias a ello que resulta posible adaptar el funcionamiento de la instalación de llenado al número exacto de recipientes efectivamente llenados simultáneamente, sin variaciones sensibles de los caudales individuales reales de llenado.
Description
Procedimiento de control del llenado de
recipientes con un producto fluido e instalación de llenado para la
puesta en práctica de dicho procedimiento.
La presente invención se refiere al sector del
llenado de recipientes con un producto de llenado en una instalación
que presenta un depósito de producto y una unidad de llenado que
permite efectuar el llenado simultáneo de varios recipientes y
detectar los recipientes a llenar. Una instalación de este tipo se
describe en el documento EP 0 082 990 A.
El problema básico en la técnica del llenado de
recipientes consiste en suministrar, en cada recipiente, una
cantidad predeterminada (en volumen, peso, etc.) de producto
vertido, en el tiempo más corto posible (dicho de otro modo, con la
velocidad de llenado más elevada o también con el caudal más
elevado), y ello para cualquier volumen efectivo del recipiente y/o
sus características geométricas y dimensionales y/o características
reológicas del producto acondicionado.
Estas necesidades comportan varias dificultades,
en particular en las instalaciones de llenado en continuo de
recipientes en movimiento unos a continuación de otros
(instalaciones de llenado en línea).
Una primera dificultad se refiere a la necesidad
de asegurar de manera rápida la regulación del final del caudal
suministrado para cada boquilla de llenado. La intervención manual
es realmente posible en una instalación de llenado en condiciones
normales, pero se debe descartar en instalaciones específicas
(instalaciones de llenado en recinto estéril, en las que cualquier
intervención manual requiere el paro de la instalación, y después la
puesta en práctica de un ciclo completo de descontaminación antes de
la nueva puesta en marcha).
Otra dificultad se refiere a la importancia de
las pérdidas de carga que varían en función del número de las
boquillas de llenado que se encuentran efectivamente en
funcionamiento (cuyas boquillas se encuentran alimentadas en
principio por gravedad a partir de un depósito de nivel constante).
Estas pérdidas de carga varían en particular en la fase de inicio o
arranque y en la fase de paro de la instalación a medida que entran
en servicio boquillas de llenado, o bien que se ponen fuera de
servicio, lo que comporta variaciones correspondientes de los
caudales en las boquillas que se encuentran en funcionamiento.
Además, en el curso de funcionamiento continuo de
la instalación, pueden ocurrir incidentes en la alimentación de uno
o varios recipientes (ausencia de recipiente o recipiente mal
posicionado debajo de la boquilla). Según la disposición tecnológica
de la instalación, la boquilla correspondiente suministra el
producto que se pierde en estas circunstancias (pérdida de
producto), o bien la boquilla queda inhibida y el caudal de otras
boquillas se modifica.
Existe por lo tanto en la actualidad la necesidad
de un control positivo instantáneo, a distancia (es decir, sin
intervención manual en el seno de la instalación), del caudal
efectivo individual de todas las boquillas de llenado de la
instalación, cuyo control se puede efectuar de manera simple, lo más
económico posible y sin requerir un mantenimiento excesivo.
Con este objetivo, de acuerdo con uno de estos
primeros aspectos, la invención da a conocer un procedimiento para
controlar el llenado de recipientes con un producto de llenado en
una instalación de llenado que presenta un recipiente de producto y
una unidad de llenado que permite el llenado simultáneo de varios
recipientes y la detección de los recipientes a llenar, cuyo
procedimiento, de acuerdo con la presente invención, se caracteriza
porque:
- -
- se mide el caudal real total del producto suministrado por la unidad de llenado al conjunto de los recipientes,
- -
- se detecta el número n de recipientes en curso de llenado en la unidad de llenado,
- -
- se indica un caudal teórico q de llenado individual de los recipientes,
- -
- se compara el caudal real total medido y el caudal teórico n\cdotq, y
- -
- se efectúa, si hay lugar, una corrección del caudal real total para hacer que coincida con el caudal teórico,
gracias a ello, es posible adaptar el
funcionamiento de la instalación de llenado al número exacto de
recipientes efectivamente llenados de manera simultánea, sin
variaciones sensibles de los caudales individuales reales de
llenado.
La puesta en práctica del procedimiento de la
invención permite satisfacer los objetivos buscados en la medida en
la que la gestión de los caudales es enteramente automática y no
exige intervención manual alguna en el seno de la instalación. Este
procedimiento puede, por lo tanto, ser aplicable de manera
particular, que interesa en instalaciones de llenado en medio
estéril.
Además, la regulación se puede efectuar de manera
muy rápida y la puesta en práctica, con esta finalidad, de medios
electrónicos que funcionan en tiempo real no presenta en la
actualidad problema alguno específico para el técnico en la materia.
Resulta de ello que la explotación del procedimiento de invención en
una instalación de llenado en línea, incluso con funcionamiento a
una cadencia elevada, se puede prever perfectamente para gestionar
el llenado individual de los recipientes con un caudal óptimo tanto
durante las fases de transición (arranque, parada) de la instalación
como en el curso de funcionamiento continuo para tener en cuenta
especialmente los defectos de alimentación de recipientes
(recipiente ausente o mal posicionado debajo de la boquilla).
Según un segundo aspecto, la invención da a
conocer una instalación de llenado de recipientes con un producto de
llenado que presenta un depósito de producto y una unidad de llenado
dotada de múltiples boquillas de llenado que permiten el llenado
simultáneo de varios recipientes y de un dispositivo de detección de
los recipientes a llenar, cuya instalación está dispuesta según la
invención, caracterizándose por comprender:
- -
- una válvula regulable de forma proporcional, insertada en el conducto de alimentación entre la unidad de llenado y el recipiente de producto,
- -
- medios de medición del caudal real total del producto que circula efectivamente en la unidad de llenado,
- -
- medios captadores apropiados para determinar el número n de recipientes en curso de llenado de la unidad de llenado,
- -
- medios de indicación del caudal teórico g de llenado individual de los recipientes,
- -
- medios de cálculo para determinar el caudal teórico global n\cdotq del producto a suministrar a la unidad de llenado, y
- -
- medios comparadores que reciben y comparan las informaciones del caudal real total medido por los medios de medición y del caudal teórico calculado por los medios de cálculo, teniendo dichos medios comparadores una salida de control conectada a un control de la válvula de regulación del caudal del producto facilitado a la unidad de llenado.
En la descripción siguiente, cualquier válvula
regulable de forma proporcional será designada válvula
proporcional.
En una forma de realización posible, los medios
de medición del caudal real total del producto comprenden un
caudalímetro para la medición de los caudales relativamente elevados
que están dispuestos en serie con la válvula proporcional principal
y, para la medición de caudales relativamente reducidos, un circuito
en derivación sobre la válvula proporcional principal que comprende
un caudalímetro para la medición de caudales reducidos y una válvula
proporcional secundaria, existiendo medios de control que ponen en
marcha selectivamente la válvula principal y la válvula secundaria
según el caudal a medir.
En otra forma de realización posible, los medios
de medición del caudal real de producto comprenden una serie de
caudalímetros individuales asociados respectivamente a las boquillas
de llenado y medios de suma que determinan la suma \sumqi de los
caudales individuales detectados qi.
Los medios propios de la invención tienen una
aplicación preferente en una instalación en la que la unidad de
llenado está dispuesta en forma de un carrusel que gira con las
boquillas de llenado repartidas periféricamente, efectuándose el
llenado de los recipientes sobre un sector angular predeterminado de
la trayectoria circular seguido por las boquillas, y más
particularmente, es aplicable a una instalación de este tipo
dispuesta para el llenado de recipientes en un recinto estéril.
La invención se comprenderá mejor por la lectura
de la descripción detallada siguiente de ciertas formas de
realización que tienen únicamente título de ejemplo no limitativo.
En esta descripción, se hará referencia al dibujo adjunto, en el
cual:
- la figura 1 es un esquema ilustrativo de la
disposición de la primera forma de realización de una instalación
según la invención;
- la figura 2 es una vista esquemática de una
variante de realización de una parte de la instalación de la figura
1; y
- la figura 3 es un esquema de la disposición de
otra forma de realización de una instalación según la invención.
Haciendo referencia en principio a la figura 1,
el producto de llenado (en general, un líquido) está dispuesto en un
depósito (1) en el que un dispositivo de tipo conocido (no mostrado)
asegura el mantenimiento del producto a un nivel constante.
Un conducto de extracción (2) lleva el producto
de llenado a una unidad de llenado (3) que, en la práctica, es una
unidad de llenado en línea del tipo carrusel giratorio o de un tipo
análogo.
La unidad de llenado (3) está dotada de una serie
de boquillas de llenado (4), las cuales están asociadas a medios de
soporte (por el cuello y/o por el fondo) del recipiente (5).
La disposición general de esta instalación no
entra en el marco de la presente invención: puede ser de cualquier
tipo, siempre que sea apropiada para la función y a los rendimientos
perseguidos.
Según la invención, se dispone en el conducto (2)
una válvula (6) de obturación de tipo proporcional sometida a la
acción de un órgano de control proporcional (7). Este mando puede
ser de cualquier tipo (neumático, hidráulico, mecánico, etc.), pero
en este caso es preferentemente de tipo eléctrico por los medios
utilizados dentro del marco de la invención que se explicarán más
adelante.
El principio utilizado para controlar el
funcionamiento de la unidad de llenado (3) con ayuda de la válvula
proporcional (6) consiste en medir y comparar, por una parte, el
caudal real instantáneo del producto suministrado a la unidad de
llenado (3) y, por otra parte, el caudal teórico instantáneo que se
debe suministrar a la unidad de llenado (3) y determinar, a partir
de esta comparación, una señal de mando para la válvula que regula
el caudal real total instantáneo suministrado a la unidad de llenado
(3) para que coincida con el caudal teórico instantáneo.
Con esta finalidad, se dispone igualmente en el
conducto (2) un caudalímetro (8) que facilita una señal eléctrica
que S_{r} representativa del caudal real total instantáneo del
producto que pasa por el conducto (2) y que es suministrado a la
unidad de llenado (3).
En la unidad de llenado (3), se preven medios (9)
que detectan el número n de recipientes en curso de llenado.
Un dispositivo (10) permite señalizar el valor de
caudal teórico q que debe ser suministrado a cada recipiente.
Un dispositivo multiplicador (11), que recibe las
señales eléctricas representativas de las magnitudes n y q, elabora
el producto n x q que constituye la señal S_{th} representativa
del caudal teórico instantáneo que se debe facilitar a la unidad de
llenado (3).
Las dos señales S_{r} y S_{th} son comparadas
entonces en un dispositivo comparador (12) que suministra en la
salida una señal de control S_{r}-S_{thr}
destinada al órgano de control (7) para accionar la válvula en
condiciones apropiadas para que el caudal real instantáneo coincida
con el caudal teórico instantáneo.
Los medios electrónicos que actualmente se
encuentran a disposición en el comercio (microprocesadores)
presentan la capacidad de tratamiento de información y rapidez
apropiadas para asegurar las funciones precitadas de manera que se
obtiene la regulación deseada en tiempo real.
Al presentar los caudalímetros campos de
funcionamiento que no les permiten cubrir simultáneamente mediciones
de caudales grandes y mediciones de caudales pequeños, se puede
prever, para extender el campo de funcionamiento de la instalación
de la figura 1, el recurrir al montaje que se ha mostrado en la
figura 2.
En el conducto (2) y en serie con la válvula
proporcional principal (6), se dispone el caudalímetro (8) apropiado
para la medición de caudales grandes. En derivación a la válvula
proporcional (6), se han conectado en serie un caudalímetro (14)
apropiado para la medición de caudales pequeños y una válvula
proporcional secundaria (15). Un procesador (13), asociado al
comparador (12), asegura la abertura y cierre selectivas de las
válvulas (6) y (15) en función de la importancia del caudal
detectado y selecciona la señal conveniente de las dos señales
S_{r1} facilitada por el caudalímetro (14) y S_{r2} facilitada
por el caudalímetro S_{r2}, de manera que se encuentra en
condiciones de asegurar la regulación deseada de la válvula de
servicio (6) ó (15).
En otra forma de realización que se ha mostrado
en la figura 3, cada una de las boquillas de llenado (4) está dotada
de un caudalímetro individual (17). Las informaciones qi medidas por
estos caudalímetros son sumadas en un dispositivo de suma (18) que
suministra una señal S_{r} = \sumqi que representa el caudal
real total instantáneo suministrado por la unidad de llenado (3).
Para el resto, la instalación está dispuesta tal como se ha indicado
anteriormente con respecto a la figura 1.
Claims (7)
1. Procedimiento para controlar el llenado de
recipientes (5) con un producto de llenado en la instalación de
llenado que presenta un recipiente (1) de producto y una unidad de
llenado (3) que permite el llenado simultáneo de varios recipientes
(5), y la selección de los recipientes a llenar,
caracterizado porque:
- -
- se mide el caudal real total de producto suministrado por la unidad de llenado (3) al conjunto de los recipientes (5),
- -
- se detecta el número n de recipientes (5) en curso de llenado en la unidad de llenado (3),
- -
- se designa un caudal teórico q de llenado individual de estos recipientes (5),
- -
- se compara el caudal real total medido y el caudal teórico n\cdotq, y
- -
- se efectúa, si hay lugar, una corrección del caudal real total para llevarlo a que coincida con el caudal teórico,
siendo gracias a ello que resulta posible adaptar
el funcionamiento de la instalación de llenado al número exacto de
recipientes efectivamente llenados simultáneamente, sin variaciones
sensibles de los caudales individuales reales de
llenado.
2. Instalación de llenado de recipientes con un
producto de llenado que presenta un recipiente (1) de producto y una
unidad de llenado (3) dotada de una serie de boquillas de llenado
(4) que permiten el llenado simultáneo de varios recipientes (5), y
un dispositivo de detección de los recipientes a llenar,
caracterizado por comprender:
- -
- una válvula (6) regulable de manera proporcional insertada en el conducto de alimentación (2) entre la unidad de llenado (1) y el recipiente de producto (3),
- -
- medios de medición (8; 14; 17, 18) del caudal real total del producto que circula de manera efectiva en la unidad de llenado (3),
- -
- medios captadores (9) apropiados para determinar el número n de recipientes en curso de llenado en la unidad de llenado (3),
- -
- medios (10) de indicación del caudal teórico q de llenado individual de los recipientes(5),
- -
- medios de cálculo (11) para determinar el caudal teórico global n\cdotq del producto a facilitar en la unidad de llenado (3), y
- -
- medios de comparación (12) que reciben y comparan las informaciones de caudal real total medido por los medios de medición y de caudal teórico calculado por los medios de cálculo, cuyos medios de comparación tienen una salida de control conectada a un órgano de mando (7) de la válvula (6) para regulación proporcional del caudal de producto facilitado a la unidad de llenado (3).
3. Instalación, según la reivindicación 2,
caracterizada porque los medios de medición del caudal real
total del producto comprenden un caudalímetro (8) dispuesto en el
conducto (2) de conducción del producto desde el recipiente (1) a la
unidad de llenado (3).
4. Instalación, según la reivindicación 2,
caracterizada porque, para cubrir la medición de los caudales
en un campo amplio, los medios de medición del caudal real total de
producto comprenden un caudalímetro (8) para la medición de caudales
relativamente elevados que está dispuesto en serie con la válvula
principal proporcional (6) y, para la medición de caudales
relativamente reducidos, un circuito en derivación sobre la válvula
principal proporcional comprende un caudalímetro (14) para la
medición de caudales reducidos y una válvula proporcional secundaria
(15), disponiéndose medios de control para poner en marcha
selectivamente la válvula principal y la válvula secundaria según el
caudal a medir.
5. Instalación, según la reivindicación 2,
caracterizada porque los medios de medición del caudal real
total del producto comprenden una serie de caudalímetros
individuales (17) asociados respectivamente a las boquillas de
llenado (4) y medios de suma (18) que determinan la suma \sumqi de
los caudales individuales qi detectados.
6. Instalación, según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 5, caracterizada porque la unidad de
llenado (3) está dispuesta en forma de un carrusel giratorio con las
boquillas de llenado (4) repartidas periféricamente, efectuándose el
llenado de los recipientes (5) sobre un sector angular
predeterminado de la trayectoria circular seguida por las
boqui-
llas.
llas.
7. Instalación, según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 6, caracterizada porque está dispuesta
para asegurar un llenado de los recipientes en un recinto
estéril.
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