ES2232727T3 - Maquina de llenado. - Google Patents

Maquina de llenado.

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ES2232727T3 ES02425166T ES02425166T ES2232727T3 ES 2232727 T3 ES2232727 T3 ES 2232727T3 ES 02425166 T ES02425166 T ES 02425166T ES 02425166 T ES02425166 T ES 02425166T ES 2232727 T3 ES2232727 T3 ES 2232727T3
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Claudio Sogliani
Stefano Cavallari
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Abstract

Equipo para llenar contenedores con materiales, preferentemente líquidos, que comprende: un carrusel (4) giratorio alrededor de un primer eje (5); una pluralidad de cabezales de llenado (9) montados en el carrusel (4), cada uno presentando un soporte (10) sobre el cual se dispone, parado, un contenedor (2); un dispositivo de distribución (11) alineado con el soporte (10) y que sirve para introducir al menos un material dentro del contenedor (2); medios (12) asociados con el soporte (10), mediante los cuales se pesa el contenedor (2); al menos un tanque (19) que contiene en su interior al menos un material a introducir dentro de los contenedores (2); y medios de conexión (20) que operan entre el tanque (19) y los dispositivos de distribución (11), mediante los cuales los dispositivos de distribución (11) son alimentados con el material contenido dentro del tanque (19), los medios de conexión (20) comprendiendo al menos una cañería fija (21) conectada al tanque (19), una pluralidad de cañerías móviles (24) conectadas a por lo menos uno de los dispositivos de distribución (11), giratorios con el carrusel (4) como una unidad alrededor del primer eje (5) y acoplados a la cañería fija (21) por medio de una conexión de fluido, caracterizado por el hecho que los medios de conexión (20) además comprenden un distribuidor (23) con el cual están interconectados la cañería fija (21) y la cañería móvil (24), la cañería móvil (24) está conectada en asociación rígida y la cañería fija (21) está conectada en asociación giratoria, los medios de conexión (20) también comprendiendo al menos una válvula (30) que opera sobre la cañería fija (21) y gobernable entre respectivas condiciones en las cuales la cañería fija (21) está abierta o cerrada.

Description

Máquina de llenado.
La presente invención se refiere a un equipo para llenar contenedores con materiales, preferentemente líquidos.
La técnica anterior abarca equipos para llenar contenedores con materiales líquidos, provistos de un carrusel que sostiene una pluralidad de cabezales de llenado cada uno comprendiendo un inyector de distribución desde el cual se puede introducir una cantidad predeterminada de material dentro de un correspondiente contenedor situado sobre una plataforma. El carrusel hace que avance el contenedor individual desde una estación de alimentación en la cual está ubicado sobre una de las plataformas, hasta una estación de salida donde, habiendo sido ya llenado con el material, se quita del carrusel y se envía a otra etapa del ciclo productivo.
El material introducido dentro de los contenedores se puede mantener dentro de un tanque dispuesto directamente arriba del carrusel. Esta solución favorece la realización de un equipo que exhibe una geometría compacta y dimensiones generales reducidas, pero restringe considerablemente la versatilidad del carrusel en términos de uso.
En efecto, dentro de los contenedores se puede introducir sólo un material, lo cual en la práctica significa que durante el curso de un dado ciclo productivo no se puede usar un único carrusel para llenar todos los contenedores con más de un material, o para llenar diferentes contenedores con diferentes materiales. También existen dificultades de limpieza de los inyectores de distribución, una operación sumamente importante en el caso de materiales perecederos tales como productos alimenticios. Los inyectores y sus sistemas de suministro, en efecto, se pueden lavar sólo después de haber vaciado el tanque en su totalidad y haberlo llenado con una solución depuradora.
Para superar las desventajas en cuestión, en la técnica conocida se tienen máquinas similares a la publicada en el documento US 5.287.896 equipadas con una pluralidad de tanques fijos instalados distantes con respecto al carrusel y conectados a los inyectores de distribución a través de cañerías. Usando equipos de este tipo, se pueden suministrar simultáneamente diferentes materiales en un único carrusel, o bien un se puede llenar un único contenedor con dos o más materiales distintos.
La cantidad prescrita de cada material a introducir dentro de cada contenedor se mide por tiempo: los inyectores incorporan válvulas de llenado que quedan abiertas para permitir el paso del material sólo por un intervalo de tiempo predeterminado.
Estas medidas, sin embargo, no son muy precisas, puesto que dependen estrictamente de las condiciones físicas a las cuales el material se ve sometido.
Cambios exiguos de las condiciones ambientales, por ende, pueden afectar de manera significativa la masa de material introducida dentro del contenedor.
Por ejemplo, en el caso de líquidos, la temperatura tiene un notable efecto sobre la viscosidad, y consiguientemente sobre la velocidad con que el material fluye a través de las cañerías que conectan los tanques con los inyectores. Por lo tanto, la medición del tiempo permitido para que fluya un líquido, cuando la magnitud del flujo varía de manera considerable, no puede asegurar un control preciso de la cantidad de material introducido dentro de los contenedores.
El objetivo de la presente invención es el de proporcionar un equipo capaz de distribuir cantidades sumamente precisas de materiales diferentes dentro de contenedores.
El objetivo señalado se logra apropiadamente de acuerdo con la presente invención con un equipo para llenar contenedores con materiales, preferentemente líquidos, que comprende las características expresadas en una o varias de las reivindicaciones.
Ahora la invención se describirá en detalles, a título ejemplificador, con la ayuda de los dibujos anexos, en los cuales:
- la figura 1 muestra un primer ejemplo de un equipo de llenado, exhibido en elevación lateral con algunas partes omitidas para mayor claridad;
- la figura 2 es un detalle de la figura 1, exhibido en elevación lateral con algunas partes en corte transversal;
- la figura 3 muestra una realización de un equipo de llenado según la presente invención, ilustrado en elevación lateral con algunas partes omitidas para mayor claridad;
- la figura 4 muestra un segundo ejemplo de un equipo de llenado, ilustrado en elevación lateral con algunas partes omitidas para mayor claridad.
Con referencia a la figura 1 de los dibujos anexos, el numeral 1 denota un equipo, en su totalidad, para llenar contenedores (2) con materiales, preferiblemente con líquidos.
El equipo comprende un bastidor (3) que soporta a un carrusel (4) giratorio alrededor de un primer eje substancialmente vertical y denotado mediante el numeral 5. El carrusel (4) es sostenido por un árbol (6), montado de manera giratoria al bastidor (3) y que coincide con el primer eje (5), del cual un extremo de fondo (6a) está acoplado a una brida (7) que soporta medios (8) del tipo conocido, y, por ende, no descritos con mayores detalles, mediante el cual se pone en rotación el carrusel (4).
El árbol (6) también sostiene una pluralidad de cabezales de llenado (9) dispuestos sobre el carrusel alrededor de una circunferencia, angularmente equidistanciados alrededor del primer eje (5). Cada cabezal de llenado (9) comprende un soporte (10) sobre el cual se dispone, parado, uno de los contenedores (2), también un dispositivo de distribución (11) alineado con el soporte (10) y, de esta manera, en condiciones de introducir al menos un material dentro de la boca (2a) de un contenedor (2), y medios (12) asociados con el soporte (10), mediante los cuales se pesa el contenedor (2).
Cada soporte (10) es sostenido por un brazo (13) conectado a una segunda brida (14) montada sobre el árbol (6), y presenta una plataforma (15) sobre la cual se dispone, parado, un contenedor (2) individual, la plataforma (15) a su vez presentando un montante (16) con apéndices (17) laterales mediante los cuales se retiene el contenedor (2).
Los dispositivos de distribución (11) están dispuestos alrededor de la periferia de una tercera brida circular (18), alineados sobre los ejes verticales de las respectivas plataformas (15). Cada uno de los dispositivos de distribución (11), que son del tipo convencional, puede estar hecho para alternar entre una condición operativa en la cual introduce al menos un material dentro del contenedor (2), y al menos una condición no operativa en la cual no introduce ningún material dentro del contenedor (2). El cambio de estado de los dispositivos de distribución entre la condición operativa y no operativa se tiene en función del peso del material introducido dentro del contenedor, tal como se describirá a su debido tiempo, y es gobernado por un controlador de tipo convencional (y, por ende, no exhibido en los dibujos) conectado a los medios de pesado (12).
Los dispositivos de distribución (11) son alimentados desde al menos un tanque (19) que en su interior contiene el material a colocar dentro de los contenedores (2). El tanque (19) está sobre una base fija (19a) separada del carrusel (4) y está realizado, de manera ventajosa, como un recinto estanco a los fluidos comprendiendo medios (19b) mediante los cuales variar la presión dentro del mismo recinto; tales medios se componen de un aspirador (19c) que opera dentro del tanque (19) de manera tal de quitar aire del espacio encerrado y así reducir la presión, y un compresor (19d) que opera dentro del tanque (19) de manera de enviar aire dentro del espacio y así aumentar la presión.
El equipo (1) incluye medios de conexión (20) que operan entre el tanque (19) y los dispositivos de distribución (11), que comprenden una cañería fija (21) de la cual un primer extremo (21a) está conectado al tanque (19) y un segundo extremo (21b) está conectado, a través de un acoplamiento rotativo (22), a un distribuidor (23) situado en el extremo superior (4a) del carrusel (4). El múltiple de distribución (23) proporciona una conexión de fluido entre la cañería fija (21) y una pluralidad de cañerías móviles (24) asociadas rígidamente con el carrusel (4), cada una conectada mediante un primer extremo (24a) a un respectivo dispositivo de distribución e interconectada a través de un segundo extremo (24b) con el múltiple de distribución (23).
En una realización alternativa, el múltiple de distribución (23) de los medios de conexión (20) podría estar asociado rígidamente con la cañería fija (21) y acoplado de manera giratoria a las cañerías móviles (24).
Con referencia a la figura 2, una realización preferida de los medios de pesado (12) incluye un dinamómetro (25) alojado dentro de una cavidad (26) presentada por cada brazo (13) del carrusel (4). El dinamómetro (25) está asociado con el soporte (10) de manera tal de medir una fuerza que actúa verticalmente sobre el mismo soporte (10). Más exactamente, el dinamómetro (25) comprende una galga eléctrica de deformación (27) de la cual un primer extremo (27a) está fijado a una porción central (4a) del carrusel (4), o en la práctica a una porción (13a) del brazo (13), y un segundo extremo (27b) está asociado con el soporte (10) que presenta un elemento de contacto (28). Cada soporte (10) presenta un vástago (29) que se extiende verticalmente hacia abajo desde la plataforma (15) y que ocupa parcialmente la cavidad (26). El vástago (29) exhibe una extensión transversal (29a) contra la cual es obligado a situarse el elemento de contacto (28) del dinamómetro; de esta manera, el soporte (10) está conectado al brazo (13) de manera que el peso del contenedor (2) grava sobre el segundo extremo (27b) de la galga (27). Los medios de pesado (12) además comprenden un transductor de tipo convencional (no exhibido en los dibujos), conectado a la galga de deformación (27), que está en condiciones de detectar la deformación de la galga inducida por el peso del contenedor (2) y transmitir una correspondiente señal al controlador.
Con referencia a la figura 3, que exhibe una realización de la invención, el equipo (1) comprende una pluralidad de tanques (19) cada uno presentando las mismas características del tanque (19) de la figura 1 descrito con anterioridad y que contiene un respectivo material a introducir dentro de al menos uno de los contenedores (2).
En este caso los medios de conexión (20) operan entre cada tanque (19) individual y al menos uno de los dispositivos de distribución (11) montado sobre el carrusel (4), del tipo descrito arriba. En efecto, los medios de conexión (20) comprenden una pluralidad de cañerías fijas (21) cada una extendiéndose entre un respectivo tanque (19) y el múltiple de distribución.
Para que todos los dispositivos de distribución (11) puedan ser alimentados simultáneamente con un dado material, cada una de las cañerías fijas (21) es controlada por una válvula (30) gobernable entre una serie de condiciones operativas, cada una correspondiendo a una situación en la cual una de las cañerías fijas (21) está abierta y las restantes están cerradas.
Con respecto a la figura 4, que exhibe otro ejemplo, los medios de conexión (20) están configurados de manera tal de permitir el suministro simultáneo de diferentes dispositivos de distribución (11) con diferentes materiales. En este ejemplo, el equipo comprende una pluralidad de múltiples de distribución (23) cada uno conectado a un único tanque (19) y que alimenta un respectivo conjunto de dispositivos de distribución (11).
En particular, observando la figura 4, el equipo comprende un primer tanque, denotado 19', que en su interior posee un primer producto, al cual está conectado el primer extremo (21a') de una primera cañería fija (21'). Un segundo extremo (21b') de la primera cañería fija (21') está conectado a la pared interna (31a) presentada por un alojamiento tubular (31) que ocupa una posición fija y centrada sobre un eje que coincide con el primer eje (5). En el punto donde está conectado este mismo segundo extremo (21b') de la primera cañería fija (21'), el alojamiento tubular (31) presenta un primer pasaje (32) a través del cual la primera cañería fija (21') está conectada a un primer múltiple de distribución anular (23') centrado sobre el primer eje (5) y montado de manera giratoria con una pared externa (31b) del alojamiento (31). A través de al menos una primera cañería móvil (24'), el primer múltiple de distribución anular (23'), a su vez, está conectado a por lo menos un primer dispositivo de distribución (11').
El equipo de la figura 4 además comprende un segundo tanque (19'') que en su interior posee un segundo producto, al cual está conectado el primer extremo (21a'') de una segunda cañería fija (21''). Un segundo extremo (21b'') de la segunda cañería fija (21'') está conectado a la pared interna (31a) del alojamiento tubular fijo (31), y en el punto donde está conectado este mismo segundo extremo (21b'') de la segunda cañería fija (21''), el alojamiento tubular (31) presenta un segundo pasaje (33) por medio del cual la segunda cañería fija (21'') está conectada a un segundo múltiple de distribución anular (23'') centrado en el primer eje (5) y montado de manera giratoria con la pared externa (31b) del alojamiento (31). El segundo múltiple de distribución anular (23'') está conectado a por lo menos un segundo dispositivo de distribución (11'') por medio de al menos una segunda cañería móvil (24'').
El funcionamiento del equipo (1), del cual se han descrito varias realizaciones preponderantemente en términos estructurales, es el siguiente.
A través de los correspondientes medios de pesado (12), primero se mide la tara del contenedor (2) vacío que se dispone sobre el soporte (10) de un cabezal de llenado (9).
Después se activa el dispositivo de distribución (11) con lo cual se introduce material, contenido dentro del tanque (19), dentro del contenedor (2). La presión del flujo del material suministrado a los dispositivos de distribución (11) se puede controlar variando la presión dentro del tanque (19) a través de la acción de los medios de presurización negativa o positiva (19b) mencionados arriba. Como se cita en la patente italiana IT 1.304.458 a este respecto, donde el material a introducir dentro de los contenedores (2) es un líquido sumamente viscoso, podría ser ventajoso aumentar la presión dentro del tanque de manera que el material llegue a los contenedores (2) con mayor rapidez. Por el contrario, en el caso que el material a introducir dentro de los contenedores (2) es un fluido que forma fácilmente espuma, podría ser conveniente mantener baja la presión dentro del tanque, para impedir así que los dispositivos de distribución impulsen un chorro dentro del respectivo contenedor con una fuerza que podría generar una apreciable cantidad de
espuma.
Durante el llenado, a través de los medios de pesado (12) se monitorea el peso del contenedor (2). Cuando esos mismos medios miden un valor igual a la tara del contenedor (2) más el peso de material predeterminado a introducir dentro del contenedor, el respectivo controlador imparte el corte del flujo de material gobernando el respectivo dispositivo de distribución (11) llevándolo a la condición no operativa. De esta manera, se obtiene una dosificación notablemente precisa y confiable de la cantidad prescrita del material a introducir dentro de cada contenedor (2).
Cuando los dispositivos de distribución (11) y las respectivas cañerías (24 y 21) necesitan ser limpiados, será suficiente conectar la cañería fija (21) a una fuente de fluido depurador. Por consiguiente, es posible limpiar el equipo (1) en su totalidad, sin tener que vaciar el tanque (19) con el material a introducir dentro de los contenedores (2).
En el caso de la realización exhibida en la figura 3, el equipo (1) está en condiciones de introducir cantidades exactas de diferentes materiales dentro de cada uno de los contenedores (2). En este caso, el controlador primero produce que la válvula (30) conecte los dispositivos de distribución (11) a un tanque (19) que contiene un primer material a introducir dentro de los contenedores (2). Cuando los medios de pesado (12) indican que la cantidad del primer material introducido dentro del contenedor es igual a la prescrita, la válvula (30) conectará los dispositivos de distribución (11) a un tanque (19) que contiene otro material a introducir dentro de los contenedores. Por consiguiente, se vuelve posible llenar cada contenedor (2) con distintas cantidades de diferentes materiales, cada una de las cuales correspondiendo exactamente a un valor prescrito.
En el caso del ejemplo ilustrado en la figura 4, el equipo (1) está en condiciones de distribuir distintos materiales dentro de diferentes contenedores. De manera ventajosa, un primer conjunto de dispositivos de distribución (11') se puede conectar a un primer tanque (19') que en su interior contiene un primer material, mientras que un segundo conjunto de dispositivos de distribución (11'') se puede conectar a un segundo tanque (19'') que en su interior contiene un segundo material. Los medios de pesado (12) asociados con cada cabezal de llenado nuevamente asegurarán que dentro de cada contenedor (2) se introduzca la correcta cantidad de material. Por consiguiente, los contenedores se pueden llenar con diferentes materiales usando un único carrusel, mejorando aún más la versatilidad del equipo (1).

Claims (11)

1. Equipo para llenar contenedores con materiales, preferentemente líquidos, que comprende: un carrusel (4) giratorio alrededor de un primer eje (5); una pluralidad de cabezales de llenado (9) montados en el carrusel (4), cada uno presentando un soporte (10) sobre el cual se dispone, parado, un contenedor (2); un dispositivo de distribución (11) alineado con el soporte (10) y que sirve para introducir al menos un material dentro del contenedor (2); medios (12) asociados con el soporte (10), mediante los cuales se pesa el contenedor (2); al menos un tanque (19) que contiene en su interior al menos un material a introducir dentro de los contenedores (2); y medios de conexión (20) que operan entre el tanque (19) y los dispositivos de distribución (11), mediante los cuales los dispositivos de distribución (11) son alimentados con el material contenido dentro del tanque (19), los medios de conexión (20) comprendiendo al menos una cañería fija (21) conectada al tanque (19), una pluralidad de cañerías móviles (24) conectadas a por lo menos uno de los dispositivos de distribución (11), giratorios con el carrusel (4) como una unidad alrededor del primer eje (5) y acoplados a la cañería fija (21) por medio de una conexión de fluido, caracterizado por el hecho que los medios de conexión (20) además comprenden un distribuidor (23) con el cual están interconectados la cañería fija (21) y la cañería móvil (24), la cañería móvil (24) está conectada en asociación rígida y la cañería fija (21) está conectada en asociación giratoria, los medios de conexión (20) también comprendiendo al menos una válvula (30) que opera sobre la cañería fija (21) y gobernable entre respectivas condiciones en las cuales la cañería fija (21) está abierta o
cerrada.
2. Equipo según la reivindicación 1, que comprende una pluralidad de tanques (19), cada uno conteniendo un respectivo material a introducir dentro de por lo menos uno de los contenedores (2), donde los medios de conexión (20) operan entre cada tanque (19) y al menos uno de los dispositivos de distribución (11).
3. Equipo según la reivindicación 1 o 2, donde cada tanque (19) presenta una base fija (19a) separada del carrusel (4).
4. Equipo según una o varias de las reivindicaciones de 1 a 3, que comprende una pluralidad de múltiples de distribución (23', 23''), una pluralidad de cañerías fijas (21', 21'') y una pluralidad de cañerías móviles (24', 24''), donde cada uno de los múltiples de distribución (23', 23'') está conectado a un respectivo tanque (19', 19'') por medio de una de las cañerías fijas (21', 21'') y a por lo menos un respectivo dispositivo de distribución (11', 11'') por medio de una de las cañerías móviles (24', 24'').
5. Equipo según la reivindicación 2, donde los medios de conexión (20) comprenden una pluralidad de cañerías fijas (21) cada una extendiéndose entre un respectivo tanque (19) y el múltiple de distribución (23).
6. Equipo según las precedentes reivindicaciones, donde a cada dispositivo de distribución (11) se lo puede hacer alternar entre una condición operativa en la cual introduce al menos un material dentro del contenedor (2), y al menos una condición no operativa en la cual no introduce ningún material dentro del contenedor (2), cada cabezal de llenado (9) comprendiendo un controlador conectado a los medios de pesado (12) y en condiciones de gobernar la alternación del respectivo dispositivo de distribución (11) entre la condición operativa y no operativa.
7. Equipo según las precedentes reivindicaciones, donde los medios de pesado (12) comprenden un dinamómetro (25) conectado al soporte (10) de manera de medir una fuerza que actúa verticalmente sobre el mismo soporte (10).
8. Equipo según la reivindicación 7 cuando depende de la reivindicación 9, donde el dinamómetro (25) comprende una galga eléctrica de deformación (27) de la cual un primer extremo (27a) está conectado a una porción central (4a) del carrusel (4) y un segundo extremo está asociado con el soporte (10), y un transductor que opera entre la galga (27) y el controlador.
9. Equipo según las precedentes reivindicaciones, donde al menos uno de los tanques (19) está provisto de medios (19b) para variar la presión dentro del mismo tanque (19).
10. Equipo según las reivindicación 9, donde los tanques (19) son alojamientos estancos al fluido y los medios de variación de la presión (19b) comprenden un aspirador (19c) que opera dentro del tanque (19) de manera de quitar aire del alojamiento y así reducir la presión dentro del tanque (19).
11. Equipo según la reivindicación 9 o 10, donde los tanques (19) son alojamientos estancos al fluido y los medios de variación de presión (19b) comprenden un compresor (19d) que opera dentro del tanque (19) de manera de forzar aire dentro del alojamiento y así aumentar la presión dentro del tanque (19).
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