ES2304977T3 - Sistema seguidor de producto particulado. - Google Patents

Abstract

Un sistema seguidor para envases para colocar cantidades medidas de un producto particulado (42) dentro de un recipiente móvil (32) que comprende: un receptáculo seguidor (44) adaptado para ser colocado debajo de una abertura de descarga (30) de una máquina (10) de medición y dispensación de productos particulados y encima de un recipiente móvil (32), estando el receptáculo seguidor configurado para seguir al recipiente móvil desde una primera hasta una segunda posición mientras simultáneamente descarga el producto particulado dentro del recipiente móvil; y un accionador de movimiento (60) conectado al receptáculo seguidor (44) para desplazar el receptáculo seguidor en un movimiento de vaivén lineal deslizable que sigue al recipiente móvil (32); y caracterizado porque: el receptáculo seguidor (44) tiene un eje vertical y una abertura genéricamente vertical (65) que lo atraviesa, y está configurado de forma que el producto particulado (42) descargado desde la abertura de descarga (30) caiga por la abertura en el proceso de deposición dentro del recipiente (32), estando el receptáculo seguidor configurado para un movimiento en vaivén deslizable en una dirección genéricamente perpendicular al eje vertical y genéricamente paralela a la dirección de movimiento del recipiente; y así mismo caracterizado por: un controlador (80) conectado al receptáculo seguidor (44), al accionador de movimiento (60), y a la máquina (10) de medición y dispensación del producto para hacer que el receptáculo seguidor se desplace en la dirección de movimiento del recipiente (32) mientras el producto particulado está siendo descargado desde la abertura de descarga (30) y pasando a través de la abertura (65), de forma que el producto particulado (42) es desplazado en la dirección del recipiente móvil mientras cae por la abertura de descarga.

Description

Sistema seguidor de producto particulado.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de las máquinas de llenado de productos particulados para empaquetar productos alimenticios y similares. Más concretamente, la invención se refiere a un sistema seguidor mejorado para una llenadora de productos particulados que posibilita unas velocidades de la cadena de producción más altas manteniendo al tiempo la exactitud volumétrica.

2. Estado de la técnica

Los productos alimenticios particulados típicamente están asociados con una diversidad de alimentos individuales mezclados entre sí, algunas veces con algún líquido o salsa. Ejemplos de productos alimenticios particulados incluyen el arroz cocido, las verduras en dados, verduras para freír salteadas, trozos de frutas o cóctel de frutas, y diversos platos de pasta. En la industria del tratamiento de alimentos, estos productos pueden ser empaquetados dentro de una amplia variedad de recipientes, como por ejemplo copas, bandejas, botellas, bolsas, etc., hechas de papel, plástico, o papel de aluminio. Sin embargo, el empaquetado de productos alimenticios particulados requiere un especial cuidado para impedir que trozos grandes -por ejemplo, de fideos, fruta, o verduras, etc.- resulten desmenuzados o convertidos en un amasijo durante el empaquetado. Por esta razón, muchos de los productos alimenticios todavía se racionen y empaqueten a mano. Dicha operación típicamente implica un gran número de trabajadores cada uno de los cuales utilizan una cuchara o una pala para colocar una sola porción de alimento en cada recipiente a medida que pasa por una cinta transportadora. Obviamente, este procedimiento presenta varios inconvenientes. Implica un coste de mano de obra considerable; las porciones tienden a ser irregulares; hay un riesgo de contaminación más elevado del producto alimenticio por el contacto del trabajador que en los procedimientos mecánicos; y representa un riesgo de que se produzcan heridas a los trabajadores a causa de la fatiga y del movimiento repetitivo.

Para evitar este tipo de problemas, se han desarrollado unas máquinas de llenado y medición mecánicos para productos alimenticios particulados. Estas máquinas típicamente comprenden un cabezal de medición y descarga que está situado por encima de un dispositivo de transporte como por ejemplo una cinta transportadora. La cinta transportadora desplaza los recipientes abiertos vacíos pasando por el cabezal de descarga a una velocidad aproximadamente constante, y el producto es repartido en porciones y depositado dentro de cada recipiente a medida que va pasando por el cabezal. Los recipientes pueden pasar por más de una máquina del tipo indicado si son varios los productos que van a situarse en su interior, y a continuación típicamente avanzan hasta una máquina adicional que coloca un precinto o un tapón en la parte superior del recipiente para cerrarlo herméticamente. Estos tipos de máquinas de llenado de productos particulados ayudan a asegurar unas mediciones exactas de las porciones y evitan también el coste, la limpieza y otros inconvenientes del empaquetado a mano.

Sin embargo, las máquinas convencionales de empaquetado de productos particulados conocidas en la técnica adolecen de varios inconvenientes. En primer lugar, con el fin de evitar daños al producto, generalmente se deja que el producto fluya desde la máquina dentro del paquete abierto simplemente bajo la fuerza de la gravedad. Debido a que no se utiliza una fuerza mecánica directa para desplazar el producto, la velocidad a la cual el producto puede ser situado dentro del recipiente queda así limitada por las características físicas del producto. Por ejemplo, un producto viscoso, como por ejemplo los espaguetis serán descargados de la máquina de una forma relativamente lenta. La velocidad de la cadena de producción y el ritmo de salida del producto resultan así limitadas porque la cinta que transporta los recipientes puede desplazarse y pasar por el orificio de descarga de la máquina a una velocidad no mayor que la requerida para que la máquina deposite una porción concreta del producto. Incluso cuando se utilice un chorro de aire u otro medio para ayudar a descargar el producto por la abertura de descarga, hay todavía un límite de velocidad relativamente bajo en el ritmo de producción.

Como ejemplo operativo, utilizando máquinas convencionales de llenado de productos particulados para colocar arroz cocido de una determinada consistencia, adherencia, etc. dentro de unos recipientes que tienen una abertura con una longitud de 12,7 cm, estando los recipientes separados cada 4 cm a lo largo de una cinta transportadora, la velocidad tope de la cadena es de aproximadamente 73 recipientes por minuto. Toda velocidad más alta comienza a provocar vertidos, lo que no solo ocasiona la contaminación del entorno laboral, sino, lo que es más importante, contamina el borde del recipiente, impidiendo un adecuado cierre hermético y produciendo el desperdicio del producto. Obviamente, este límite de velocidad incrementa el coste y reduce la rentabilidad de las operaciones de empaquetado de productos particulados.

Para acelerar el proceso han aparecido máquinas de llenado de productos particulados que emplean un sistema seguidor de cubos, o lo que es conocido como sistema de larguero móvil o de cabezal móvil. Estas máquinas a menudo se utilizan para añadir salsas a ciertos productos alimenticios, y típicamente comprenden un montaje de cubos u otro aparato de descarga que sigue a un recipiente durante un cierto periodo de tiempo a medida que se desplaza a lo largo de la cinta transportadora. Mediante un breve seguimiento del recipiente móvil, el periodo de tiempo de descarga se incrementa con respecto a la velocidad de la cinta transportadora, permitiendo así una mayor velocidad de la cadena.

Sin embargo, los sistemas de seguidores de cubos no resuelven todos los problemas asociados con los productos particulados, e introducen también algunos problemas adicionales. En primer lugar, aunque los sistemas seguidores de cubos pueden operar más rápido que los sistemas estáticos, no pueden hacerlo y al mismo tiempo proporcionar una descarga limpia especialmente para productos viscosos, como por ejemplo arroz cocido o espaguetis. En segundo lugar, los sistemas de seguidores de cubos no son flexibles porque están mecánicamente unidos a la cadena transportadora, y aceleran o frenan únicamente en respuesta a la velocidad de la cadena transportadora. Debido a esta situación, siempre colocan el producto en el mismo sitio dentro del recipiente. El cambio del emplazamiento del producto requeriría la retirada y la sustitución de muchos componentes mecánicos, como por ejemplo levas, ruedas dentadas, engranajes, etc. Así mismo, su velocidad no puede ajustarse en base a, por ejemplo, un cambio repentino de la separación de los recipientes, como podría ocurrir si una de las dos cadenas que suministra los recipientes vacíos a la cinta transportadora deja de funcionar. En tercer lugar los sistemas de seguidor de cubo pueden comprender cualquier cifra entre 2 o 20 o más cubos, todos los cuales deben de ser periódicamente limpiados, y los cuales deben ser cada uno retirado y sustituido siempre que un producto o un recipiente haya cambiado, porque cada tamaño y forma de recipiente distintos requiere un cubo diferente. Esto hace que el cambio de un producto a otro sea muy retardatario.

El documento US-A-4678015 de Raque et al. divulga un medio seguidor que guía el producto dispensado dentro de un recipiente móvil, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Sería, por consiguiente, deseable contar con un aparato de llenado de productos particulados que resolviera las limitaciones de velocidad de la descarga de las máquinas conocidas de llenado de productos particulados, y evitara también los problemas de limpieza y flexibilidad de los sistemas de seguidores de cubos. Una máquina del tipo indicado podría adaptarse a velocidades de la cadena más rápidas para todo tipo de productos particulados sin dañar el producto o crear un entorno sin la limpieza requerida.

Objetos y sumario de la invención

Constituye, por consiguiente, un objeto de la presente invención proporcionar un aparato de llenado de productos particulados que pueda adaptarse a velocidades de la cadena de producción más altas para todo tipo de productos particulados y a todo tipo de recipientes, sin dañar el producto o contaminar el paquete.

Constituye un objeto de la presente invención proporcionar un aparato de llenado de productos particulados en el cual el ritmo de descarga sea controlado por computadora para adaptarse a las velocidades de la cadena y a la separación de los recipientes variables durante una fase de producción sin dañar el producto o contaminar el paquete.

Constituye otro objeto de la presente invención proporcionar un aparato de llenado de productos particulados en el cual el ritmo de descarga sea controlado por computadora para posibilitar una colocación selectiva del producto dentro del recipiente.

Constituye otro objeto de la presente invención proporcionar un aparato de llenado de productos particulados en el cual las características de descarga sean fácilmente modificadas para cambiar de un tipo de producto o recipiente a otro.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema seguidor para recipiente de acuerdo con lo divulgado en al menos la reivindicación 1.

Estos y otros objetos son llevados a la práctica en una forma de realización preferente de un sistema seguidor de recipientes para su uso en una máquina de medición y dispensación de productos particulados que tiene una abertura de descarga para posibilitar que cantidades medidas del producto particulado sean depositadas por aquella dentro de un recipiente móvil. Un receptáculo seguidor está dispuesto por debajo de la abertura de descarga de la máquina de medición y dispensación de productos particulados y por encima de una cinta transportadora para desplazar los recipientes que van a ser llenados. El receptáculo seguidor comprende una abertura genéricamente vertical que está configurada de forma que el producto particulado descargado desde la abertura de descarga caiga a través de la abertura antes de caer dentro del recipiente que va a ser llenado. La abertura puede estar configurada de diversas formas para adaptarse a recipientes de diversas formas. El receptáculo seguidor está configurado para desplazarse en vaivén de forma deslizable en una dirección genéricamente paralela a la dirección de movimiento del recipiente por medio de un accionador neumático que es preferentemente controlado por un controlador de microprocesador el cual controla también la máquina de medición y dispensación de productos. El controlador hace que el receptáculo seguidor se desplace en la dirección de movimiento del recipiente mientras que el producto particulado está siendo descargado por la abertura de descarga y pasando a través de la abertura, de forma que el producto particulado es obligado a desplazarse en la dirección del recipiente móvil mientras cae desde la abertura de descarga.

Algunos de los objetos expuestos son llevados también a la práctica en una máquina de medición y dispensación de productos particulados en la que un sistema de accionamiento neumático es accionable de forma variable, de manera que su velocidad, dirección de movimiento y longitud de carrera pueden ser exactamente controladas por el controlador de microprocesador: El controlador de microprocesador puede ser selectivamente ajustado para controlar la velocidad y cadencia de vaivén del receptáculo seguidor y del medio de accionamiento de forma sincronizada con el funcionamiento de la máquina de medición y dispensación de productos particulados para colocar el producto particulado exactamente en un emplazamiento deseado dentro del recipiente. Pueden también disponerse unos sensores para detectar la posición de un recipiente que va a ser llenado con respecto a la máquina de llenado de productos particulados y al receptáculo seguidor, recibiendo la microcomputadora una señal de los sensores que representa la posición del recipiente para posibilitar el ajuste del movimiento de los medios de accionamiento con respecto al recipiente móvil y a la máquina de llenado de productos particulados para posibilitar el preciso emplazamiento del producto particulado en la posición deseada dentro de dicho recipiente.

Estos y otros objetos se llevan también a la práctica en un procedimiento de llenado de recipientes con un producto particulado por medio de la máquina de medición y dispensación de productos particulados. Otros objetos y características de la presente invención resultarán evidentes a los expertos en la materia, en base a la descripción subsecuente, tomada en combinación con los dibujos que se acompañan.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 muestra una máquina de medición y llenado de productos particulados en relación operativa con una cinta transportadora de suministros y una cinta de recipientes;

la Fig. 2A es una vista en sección transversal del sistema seguidor de productos particulados de la presente invención que muestra el receptáculo seguidor retraído en preparación para recibir el producto al principio de la descarga;

la Fig. 2B es una vista en sección transversal del sistema seguidor del producto particulado de la presente invención que muestra un receptáculo seguidor parcialmente extendido durante la fase de descarga para seguir el recipiente del producto;

la Fig. 2C es una vista en sección transversal del sistema seguidor de productos particulados de la presente invención que muestra el receptáculo seguidor completamente extendido durante la fase de descarga para posibilitar que la entera porción de producto caiga dentro del recipiente de producto en movimiento; y

la Fig. 3 proporciona una vista en sección parcial, en perspectiva, de un receptáculo seguidor de acuerdo con la presente invención.

La Fig. 4A muestra el incremento en el periodo de deposición y en la velocidad de la cadena para situar una masa genéricamente triangular de producto en el centro del compartimento a mano derecha de una bandeja rectangular de dos compartimentos que utiliza un receptáculo seguidor con una carrera de 1,27 cm.

La Fig. 4B muestra el incremento del periodo de deposición y la velocidad de la cadena para situar una masa genéricamente triangular de producto en el centro del compartimento a mano derecha de una bandeja rectangular de dos compartimentos que utiliza un receptáculo seguidor con una carrera de 2,54 cm.

La Fig. 5A muestra un incremento del periodo de deposición y de la velocidad de la cadena para situar una masa genéricamente oblonga de producto en un lado del compartimento a mano izquierda de una bandeja rectangular de dos compartimentos utilizando un receptáculo seguidor con una carrera de 12,7 cm.

La Fig. 5B muestra el incremento del periodo de deposición y de la velocidad de la cadena para situar una masa genéricamente oblonga de producto en un lado del compartimento a mano izquierda de una bandeja rectangular de dos compartimentos que utiliza un receptáculo seguidor con una carrera de 2,54 cm.

La Fig. 6A muestra el incremento del periodo de deposición y de la velocidad de la cadena para situar una masa triangular oblonga en un compartimento estrecho de la parte inferior de una bandeja redonda de dos compartimentos que utiliza un receptáculo seguidor con una carrera de 1,27 cm.

La Fig. 6B muestra el incremento del periodo de deposición y de la velocidad de la cadena para situar una masa triangular oblonga en un compartimento estrecho de la parte inferior de una bandeja redonda de dos compartimentos que utiliza un receptáculo seguidor con una carrera de 2,54 cm.

Descripción detallada de la forma de realización preferente

A continuación se hará referencia a los dibujos en los cuales, a los distintos elementos se les otorgarán las mismas referencias numerales y con ayuda de los cuales se analizará la invención para permitir que una persona experta en la materia ponga en práctica y utilice la invención. Debe entenderse que la descripción subsecuente es únicamente ejemplar de los principios de la presente invención, y no debe considerarse como limitativa de las reivindicaciones adjuntas.

La presente invención encuentra un uso óptimo en conjunción con un sistema de llenado de productos particulados, como por ejemplo el que se muestra en la Fig. 1, que comprende una máquina 10 de medición y llenado de productos particulados, una cinta transportadora 12 de suministro, y una cinta transportadora 14 de recipientes. En la vista de la Fig. 1, la máquina de llenado se muestra en sección transversal longitudinal, estando tomada la sección transversal en perpendicular a la dirección de desplazamiento de la cinta transportadora 14 de recipientes, la cual se desplaza dentro o fuera del plano del dibujo. Como se muestra, la cinta transportadora 12 de suministros está montada sobre un bastidor amovible 16 al cual está también conectada la máquina de medición y llenado. Esta configuración posibilita que múltiples máquinas 10 sean convenientemente colocadas y recolocadas con respecto a la cinta transportadora de recipientes para adaptarse a operaciones tales como la dispensación de múltiples productos dentro de recipientes con múltiples compartimentos, etc., como es sobradamente conocido en la industria.

La trayectoria del producto particulado durante el funcionamiento de esta máquina 10 de llenado de productos particulados se indica mediante las flechas 18. En funcionamiento, la cinta transportadora 12 arrastra el producto extrayéndolo de una tolva de suministros 20, y lo deposita en el tubo 22 de la llenadora, el cual dirige el producto dentro del orificio de entrada 24 de la máquina 10 de medición y llenado. La máquina de llenado mecánicamente mide una cantidad concreta del producto, a continuación permite que el producto caiga a través de una abertura de descarga o receptáculo de descarga 30 desembocando en un recipiente 32 situado directamente debajo de la cinta transportadora 14 de recipientes. El funcionamiento de los distintos componentes de esta máquina de medición y llenado de productos puede ser controlado por interconexión mecánica directa de los componentes para asegurar el funcionamiento sincronizado como el de un reloj. Como una alternativa, los componentes pueden ser controlados por una combinación de servosistemas, detectores, y accionadores, los cuales posibilitan el funcionamiento sincronizado. Como otra y preferente alternativa más, el funcionamiento de los distintos componentes puede ser controlado por un microprocesador 80, que será descrito más adelante con mayor detalle.

Como debe resultar evidente en mayor medida a partir de lo que sigue, en la máquina 10 de medición y llenado de productos particulados, puede adoptar una diversidad de configuraciones distintas de la mostrada. Así mismo, el sistema seguidor de productos particulados de la presente invención no requiere en modo alguno un aparato mecánico de medición y llenado de productos sino que por el contrario, puede ser abastecido con un producto particulado por medio de operaciones manuales en las que unos trabajadores colocan una porción medida de producto directamente dentro de un conducto de descarga.

Dados los elementos de la técnica anterior anteriormente descritos, suponiendo que la cinta transportadora 12 de suministro del producto y la máquina 10 de medición y dispensación de productos particulados son capaces de funcionar esencialmente a cualquier velocidad deseada, debe resultar evidente que la velocidad a la cual los recipientes pueden ser llenados depende de la velocidad máxima a la que el producto caiga por el receptáculo de descarga 30. Como se destacó anteriormente, esta velocidad de caída es una característica del producto mismo, y por tanto, limita la velocidad lineal máxima de la línea transportadora 14 de los recipientes.

Ventajosamente, en lugar de un mero conducto de salida fijo, como en la técnica anterior, la presente invención comprende así mismo un montaje de receptáculo seguidor 11 dispuesto por debajo del receptáculo de descarga 30, el cual dirige el producto hasta el recipiente y posibilita un llenado más rápido de los recipientes proporcionando sin embargo al tiempo una descarga limpia y una posición de llenado precisa dentro del recipiente. Los detalles de funcionamiento de este receptáculo seguidor se describen con detalle con referencia a las figuras 2A a 2C que ofrecen vistas en sección transversal del sistema seguidor de productos particulados tomada a lo largo de la línea de sección 2-2 a través de la línea central del receptáculo de descarga 30 tal como se muestra en la Fig. 1.

Como se muestra en la Fig. 2A, el montaje del receptáculo seguidor 11 comprende un receptáculo seguidor en vaivén 44 que está configurado para desplazarse en la dirección de la cinta transportadora 14 de los recipientes, mostrada mediante la flecha 15, durante la fase de descarga de la máquina 10 de llenado de productos particulados. La Fig. 2A muestra el receptáculo seguidor 44 retraído en preparación para recibir el producto procedente del receptáculo de descarga 30 al principio de la fase de descarga. La Fig. 3 proporciona una vista en sección parcial, en perspectiva, de un receptáculo seguidor 44 de acuerdo con la presente invención. El receptáculo seguidor 44 genéricamente comprende un cuerpo rectangular sustancialmente sólido que tiene una brida 70 dispuesta alrededor de su perímetro exterior y una abertura de descarga 65 conformada en su centro. El receptáculo seguidor 44 descansa sobre sus bridas 70 sobre un reborde 68 conformado en una abertura 67 dispuesta en la base 17 del receptáculo seguidor. La abertura 67 es más larga que el receptáculo seguidor 44 como se muestra mediante la línea 78 de la Fig. 3 para permitir que tenga espacio para desplazarse en vaivén por el interior de aquella.

Volviendo a la Fig. 2A, el movimiento lineal de vaivén del receptáculo seguidor 44 dentro de la abertura 67 es proporcionado por un accionador 60 que desplaza un eje 62 que se extiende a través de una abertura practicada en el lado de la base alargada 17 y que está conectada de forma liberable al receptáculo seguidor 44. Esta configuración posibilita una fácil y rápida retirada y sustitución del receptáculo seguidor 44, por ejemplo al cambiar la cadena para preparar el empaquetado de un nuevo producto. La sustitución del receptáculo seguidor 44 en términos generales lleva menos de un minuto, mientras que el cambio de múltiples cubos o de una máquina seguidora con cubos puede llevar más de una hora, provocando un tiempo de parada considerablemente costoso.

El accionador 60 es preferentemente un cilindro neumático, como se muestra en la Fig. 3A. Sin embargo, debe apreciarse que pueden utilizarse con la presente invención otros dispositivos de accionamiento lineal que permitan también un control independiente, como por ejemplo un servomotor eléctrico con un mecanismo de rótula y tornillo, un solenoide, un cilindro hidráulico, un montaje de motor y leva u otros dispositivos eléctricos o mecánicos. El receptáculo seguidor podría también estar conectado mecánicamente a la cinta transportadora 14, para asegurar el movimiento en vaivén sincronizado. Sin embargo, de todas las posibles alternativas, un accionador neumático es en la actualidad preferente debido a su rápida velocidad de reacción, a la baja temperatura operativa, y debido a que su movimiento puede ser controlado con precisión.

El cilindro neumático 60 está conectado a un accionador neumático 61, el cual a su vez es controlado por el controlador 80, que se describirá con mayor detalle más adelante. La cadencia, la longitud de la carrera (la longitud del desplazamiento en vaivén del receptáculo seguidor 44) y la velocidad de movimiento del receptáculo seguidor son preferentemente controlados de forma selectiva por el controlador 80 para su sincronización con los demás componentes de llenado 11. Debe resultar evidente que esta cadencia dependerá de la longitud L del recipiente que va a ser llenado, la separación P entre los recipientes situados sobre la cinta transportadora, la dimensión D del receptáculo de descarga 30 y de la altura de caída h medida desde la parte superior del receptáculo seguidor 44 hasta el fondo del recipiente 32. La medición de todos estos parámetros físicos se muestra en la Fig. 2A. Debe resultar evidente que la longitud s de la carrera del receptáculo seguidor depende de la longitud total de la abertura 67, y del punto en el que el controlador 80 provoca la parada de la extensión del eje neumático.

El receptáculo de descarga 40 puede tener cualquier forma, como por ejemplo circular, elíptica, oval, rectangular, etc. en sección transversal. Debe resultar evidente que el receptáculo de descarga tiene preferentemente la misma forma que el tubo 22 de la llenadora, por ejemplo una dimensión circular D, que representa un diámetro como el que se indica en la Fig. 2A. La sección transversal de la abertura del receptáculo de descarga se representa mediante la línea oculta 30 de la Fig. 3. Sin embargo la abertura central 65 del receptáculo seguidor 44 preferentemente comprende en su parte superior una forma oblonga 74 que es alargada en la dirección de movimiento de la cinta transportadora 14. El extremo inferior 76 de la abertura 65 puede tener cualquier forma deseada, por ejemplo redonda, como se muestra en la Fig. 3. Debe apreciarse que los extremos de la abertura oblonga 74 deben tener un radio igual al radio del receptáculo de descarga 30. Esta configuración posibilita que la abertura 65 del receptáculo de descarga coincida con el receptáculo de descarga 30 en todas las etapas de su movimiento en vaivén.

Debe resultar evidente que al tener la parte superior 74 de la abertura 65 una forma diferente de la de la parte inferior 76, los lados 66 de la abertura central 65 estarán de alguna forma en pendiente. Los lados interiores 66 de la abertura 65 preferentemente tienen unos lados delantero y trasero que se inclinan hacia el centro del receptáculo seguidor desde la parte superior hasta la inferior, como se muestra en las vistas en sección transversal de las
Figs. 2A a 2C. Esta configuración funciona para dirigir el producto en caída 42 en dirección contraria a la del movimiento de la cinta transportadora 14 al principio de la fase de descarga, cuando el recipiente está genéricamente detrás de la abertura de descarga (Fig. 2A) y ayuda a empujar el producto en caída en la dirección de movimiento de la cinta transportadora 14 al final de la fase de descarga cuando el recipiente está en cabeza de la abertura de descarga
(Fig. 2C). La Fig. 2B muestra el receptáculo seguidor 44 parcialmente extendido durante la fase de descarga para seguir al recipiente 32 del producto a medida que se desplaza a lo largo de la cinta transportadora 14. La Fig. 2C muestra el receptáculo seguidor 44 completamente extendido hasta el extremo opuesto de la abertura 67 en el extremo de la fase de descarga para posibilitar que la entera porción del producto caiga dentro del recipiente móvil 32 del producto. Después de la descarga completa, el receptáculo seguidor se retrae hasta la posición de la Fig. 2A, para esperar la siguiente descarga.

Para acomodar el funcionamiento de la máquina 10 de medición y llenado de productos particulados y obtener las deseadas velocidades de la cadena, el entero ciclo de movimiento en vaivén del receptáculo seguidor 44 tendrá lugar durante la fase de descarga de la llenadora del producto, que puede consistir únicamente en una fracción de segundo. Este movimiento rápido del receptáculo seguidor es preferentemente controlado y sincronizado por medio del controlador 80, lo cual presenta varias ventajas respecto de la técnica anterior. Mediante la utilización de un controlador por microprocesador puede hacerse que el receptáculo seguidor se extienda o retraiga muy rápidamente o muy lentamente. La extensión rápida puede ayudar a que el producto caiga y abandone el receptáculo más rápidamente "arrojándolo" en la dirección del recipiente móvil hacia el extremo de la descarga. También puede hacerse que el receptáculo seguidor se extienda únicamente a lo largo de parte de la trayectoria, o en descargas cortas. Una extensión parcial incrementará la longitud de la caída con respecto al recipiente, posibilitando el emplazamiento del producto en una línea larga, si se desea, mientras que descargas cortas crean un efecto vibratorio que ayuda a evacuar el producto por la abertura 65.

Todas estas alternativas operacionales posibilitan que la máquina de llenado de productos particulados siga al recipiente durante la fase de descarga, para incrementar de forma efectiva el periodo de tiempo en el cual el recipiente es situado opuesto a la descarga, y para posibilitar un más preciso emplazamiento del producto dentro del recipiente evitando al tiempo los problemas de limpieza de los sistemas de seguidor con cubos. Un ejemplo ilustrativo relacionado con el arroz cocido ayudará a demostrar la mejora de la velocidad que posibilita la presente invención. Se tendrán en cuenta los siguientes parámetros:

Longitud del recipiente

L = 12,7 cm

Separación de los recipientes

P = 25,4 cm

Dia del receptáculo de descarga

D = 7,6 cm

Distancia de caída

h = 12,7 cm

Tiempo de caída del producto

t = 0,164 seg.

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Suponiendo que el arroz cocido en cuestión es relativamente no viscoso, la velocidad máxima a la cual los recipientes pueden ser llenados es de 73 recipientes por minuto (cmp) utilizando la llenadora 10 de productos particulados de la técnica anterior bajo estos parámetros operativos. Sin embargo, utilizando los mismos parámetros con un sistema 11 seguidor de recipientes de acuerdo con la presente invención, los mismos recipientes pueden ser llenados a una velocidad de 110 cpm con un receptáculo seguidor que tenga una carrera de 2,54 cm desplazándose a aproximadamente la misma o mayor velocidad que la cinta transportadora de los recipientes. Esto representa un incremento de velocidad de aproximadamente el 50%. Resulta evidente que la provisión de una carrera más larga del receptáculo seguidor permitiría incluso unos mayores incrementos de velocidad. Los valores ofrecidos en la presente memoria lo son a efectos meramente ilustrativos, y naturalmente dependen de las características singulares y en cierto modo variables del arroz cocido. Por ejemplo, un receptáculo seguidor ahusado puede aumentar la velocidad en determinadas circunstancias.

Las Figuras 4A y B, 5A y B y 6A y B proporcionan ejemplos de cómo puede incrementarse la velocidad de descarga del producto de un producto arbitrario para recipientes de formas diversas donde se requiere la colocación del producto en un emplazamiento específico y con una masa conformada de manera específica. Las Figuras 4A, 5A, y 6A muestran la velocidad disponible de descarga utilizando un receptáculo seguidor que tiene una carrera de s = 1,27 cm. Las Figuras 4B, 5B, y 6B muestran lo mismo para un receptáculo seguidor que tiene una carrera de
s = 2,54 cm. Resulta evidente que la forma de la parte inferior de la abertura 65 del receptáculo seguidor dependerá necesariamente de la forma deseada de la masa del producto situada dentro del recipiente. Por ejemplo, la Fig. 4 muestra la colocación de una masa genéricamente triangular 100 en el centro del compartimento a mano derecha 102 de una bandeja rectangular 104 de dos compartimentos. En la Fig. 4A, con una carrera del receptáculo seguidor de 1,27 cm es posible una velocidad de 69 recipientes por minuto (cpm). Sin embargo, en la Fig. 4B, con el mismo producto y el mismo recipiente, la velocidad posible se incrementa hasta 86 cpm con una carrera de 2,54 cm.

La Fig. 5 muestra la colocación de una masa oval u oblonga 106 en un lado del compartimento a mano izquierda 108 de la bandeja 104 de dos compartimentos. En la Fig. 5A, con una carrera del receptáculo seguidor de 1,27 cm, la velocidad más alta posible es de 87 cpm. Sin embargo, cuando la longitud de la carrera se incrementa hasta 2,54 cm, la velocidad aumenta hasta 105 cpm. Así mismo, en la Fig. 6A, la exigencia de la colocación de una masa triangular oblonga 110 en un compartimento 112 de fondo estrecho de una bandeja redonda 114 de dos compartimentos, con una carrera de 1,27 cm, la velocidad de cadena es de 84 cpm. Sin embargo, cuando la longitud de la carrera se incrementa hasta 2,54 cm, la velocidad de cadena se incrementa hasta 100 cpm.

Es evidente que, cuando se requiere una colocación precisa del tipo indicado, resulta necesario un control extremadamente preciso de la descarga del producto. Este control preciso de la descarga del producto es ventajosamente suministrada con el controlador 80. El funcionamiento de los componentes de la llenadora 10 de productos particulados y del montaje 11 del receptáculo seguidor, tal como se muestra en la Fig. 1, es preferentemente controlado por el controlador 80 por microprocesador, el cual está también conectado a la cinta transportadora 12 de suministros, a la cinta transportadora 14 de los recipientes, a un sensor 84 de los recipientes, y a los otros componentes del sistema de llenado de productos particulados. El sensor 84 puede ser un sensor óptico tal como se muestra, o puede comprender un sensor magnético, un sensor mecánico que entre en contacto físico con el recipiente, o cualquier otro tipo de sensor que pueda detectar la presencia de un recipiente. Debido a que el accionamiento de todos los componentes anteriormente mencionados es controlado por el controlador 80, la sincronización del movimiento puede ser automáticamente ajustada a la velocidad y a la posición del recipiente situado sobre la cinta transportadora, la cual puede también ser ajustada por el controlador, y por el tipo y la colocación deseada del producto. Como se muestra en la Fig. 2A, el sistema puede también incluir un sistema de retorno de información y de detección de volúmenes, como por ejemplo una balanza 85 para pesar los recipientes llenados mientras están en movimiento sobre la cinta transportadora, y transmitir esta información al controlador 80 por medio de una línea de comunicación 86. Esta configuración permite que el controlador ajuste automáticamente el funcionamiento de la máquina 10 de medición y llenado de los productos particulados y del montaje 11 de receptáculo seguidor en base al volumen del producto de salida tal como es medido por la balanza.

El controlador 80 es preferentemente un microprocesador de computadora que está ventajosamente programado con todas las fórmulas físicas y los datos necesarios para que calcule la sincronización y la velocidad de movimiento requeridas de todos los componentes para una diversidad de productos para situar con precisión el producto dentro del recipiente cuando y como se desee. Por ejemplo, si se incrementara repentinamente la separación de los recipientes, el sensor 84 de los recipientes puede detectar esta circunstancia, y el controlador puede automáticamente retardar el momento de caída del próximo producto. De modo similar, si se desea colocar el producto en la parte frontal o trasera del recipiente, y no en el centro, el controlador puede retardar la acción de la máquina 10 de medición y llenado de productos y el movimiento del receptáculo seguidor 44 para retardar la caída. Un control de sincronización y una flexibilidad del tipo indicado no resultan posibles con otros dispositivos de llenado de productos en los que las piezas están mecánicamente conectadas a la línea de las cintas transportadoras y no puede variar su movimiento con respecto a la cinta transportadora.

Debe resultar evidente para los expertos en la materia que los tipos de controladores pueden ser adoptados para controlar los componentes de la llenadora de productos particulados de la presente invención. Por ejemplo, un controlador electromecánico que incorporara unos indicadores electrónicos, servos, y conmutadores de control podrían ser adaptados para recibir las señales procedentes de los diversos componentes y posibilitar que un usuario sincronizara selectivamente el funcionamiento de estos componentes para la óptima colocación de los productos. Sin embargo, una microcomputadora es preferente por su facilidad de manejo y flexibilidad. Si se desea cambiar los parámetros de funcionamiento del sistema, dichos cambios pueden fácilmente efectuarse mediante un terminal de computadora estándar conectado al controlador 80. Por ejemplo, si la consistencia o viscosidad del producto fuera a cambiar durante una fase de realización específica, la sincronización de los diversos componentes del sistema podría modificarse "sin parar la máquina" mediante el ajuste de determinados valores a través de la interfaz de computadora sin necesidad de que la producción se detenga incluso durante pocos minutos.

La presente invención añade también un elemento adicional que potencia en gran medida los beneficios de este sistema. Como se destacó anteriormente, el controlador neumático 60 del receptáculo seguidor 44 es controlado por el mismo controlador 80 que controla el movimiento de todos los demás componentes. Esto posibilita que el software especializado del controlador sincronice con precisión el movimiento del receptáculo seguidor, y se ajuste con rapidez a los nuevos parámetros operativos, o los modifique de acuerdo con lo deseado. Por ejemplo, mediante la simple incorporación de nueva información en el terminal del controlador, un operador puede cambiar la dirección de la cadena, puede ajustar el volumen de descarga o puede incluso dar instrucciones al sistema para que se ajuste a un nuevo producto. A diferencia de la técnica anterior, estos cambios no requieren un ajuste del sistema mediante probaturas con las consiguientes breves repeticiones de arranques y paradas costosas y que desgasten el material, ni requiere la retirada y sustitución complejas y retardatarias de múltiples componentes mecánicos. Al mismo tiempo, proporciona un sistema de llenado de productos particulados que ofrece unas velocidades operativas considerablemente mayores que la técnica anterior.

El sistema seguidor de productos particulados anteriormente descrito proporciona otros varios beneficios operativos. Por ejemplo el sistema de receptáculo seguidor puede ser utilizado en una cadena que no se desplace continuamente. En dicho sistema, cuando el recipiente queda detenido bajo el cabezal de llenado, el receptáculo seguidor puede entonces desplazarse de un extremo al otro para expandir el producto dentro del recipiente. Como una alternativa, en cadenas móviles lentas, este sistema puede ser configurado para desplazarse en una dirección opuesta a la dirección de la cadena para expandir el producto dentro del recipiente.

Las disposiciones anteriormente descritas son únicamente ilustrativas de la aplicación de los principios de la presente invención. Pueden imaginarse numerosas modificaciones y disposiciones alternativas por parte de los expertos en la materia sin apartarse del alcance de la invención y las reivindicaciones adjuntas pretenden amparar dichas modificaciones y disposiciones.

Claims (10)

1. Un sistema seguidor para envases para colocar cantidades medidas de un producto particulado (42) dentro de un recipiente móvil (32) que comprende:

un receptáculo seguidor (44) adaptado para ser colocado debajo de una abertura de descarga (30) de una máquina (10) de medición y dispensación de productos particulados y encima de un recipiente móvil (32), estando el receptáculo seguidor configurado para seguir al recipiente móvil desde una primera hasta una segunda posición mientras simultáneamente descarga el producto particulado dentro del recipiente móvil; y un accionador de movimiento (60) conectado al receptáculo seguidor (44) para desplazar el receptáculo seguidor en un movimiento de vaivén lineal deslizable que sigue al recipiente móvil (32); y

caracterizado porque:

el receptáculo seguidor (44) tiene un eje vertical y una abertura genéricamente vertical (65) que lo atraviesa, y está configurado de forma que el producto particulado (42) descargado desde la abertura de descarga (30) caiga por la abertura en el proceso de deposición dentro del recipiente (32), estando el receptáculo seguidor configurado para un movimiento en vaivén deslizable en una dirección genéricamente perpendicular al eje vertical y genéricamente paralela a la dirección de movimiento del recipiente;

y así mismo caracterizado por:

un controlador (80) conectado al receptáculo seguidor (44), al accionador de movimiento (60), y a la máquina (10) de medición y dispensación del producto para hacer que el receptáculo seguidor se desplace en la dirección de movimiento del recipiente (32) mientras el producto particulado está siendo descargado desde la abertura de descarga (30) y pasando a través de la abertura (65), de forma que el producto particulado (42) es desplazado en la dirección del recipiente móvil mientras cae por la abertura de descarga.

2. El sistema seguidor para recipientes de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el accionador de movimiento (60) comprende un sistema de accionamiento neumático.

3. El sistema seguidor para recipientes de acuerdo con la reivindicación 2 así mismo caracterizado porque el accionador de movimiento (60) es un accionador variable, de forma que la velocidad, la dirección de movimiento, y la longitud de la carrera del receptáculo seguidor (44) pueden ser controlados con precisión.

4. El sistema seguidor para recipientes de acuerdo con la reivindicación 1 así mismo caracterizado porque el controlador (80) comprende una microcomputadora y controla la velocidad y la sincronización del movimiento en vaivén del receptáculo seguidor (44) y del accionador de movimiento (60) de forma sincronizada con el funcionamiento de la máquina (10) de medición y dispensación de productos particulados, para colocar el producto particulado (42) en un emplazamiento deseado dentro del recipiente (32).

5. El sistema seguidor para recipientes de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2 así mismo caracterizado porque el controlador (80) comprende:

un sensor (84) para detectar la posición de un recipiente (32) que va a ser llenado con relación a la máquina (10) de llenado de productos particulados y al receptáculo seguidor (44);

una microcomputadora para recibir una señal del sensor (84) que representa la posición del recipiente (32) que va a ser llenado, y para ajustar el movimiento del accionador de movimiento (60) con respecto al recipiente móvil y a la máquina (10) de llenado de productos particulados en base a la señal para posibilitar la colocación precisa del producto particulado (42) en un emplazamiento deseado dentro del recipiente.

6. El sistema seguidor para recipientes de acuerdo con la reivindicación 5 así mismo caracterizado porque la microcomputadora está programada para accionar selectivamente el sistema de accionamiento neumático (60) para desplazar el receptáculo seguidor (44) en la dirección de movimiento del recipiente (32) en una serie de impulsos de movimiento cortos mientras el recipiente móvil está por debajo, de forma que el receptáculo seguidor es desplazado de manera efectiva más lentamente que de otro modo, e induciendo de esta forma también una vibración dentro de la estructura del receptáculo seguidor con lo que el producto particulado (42) es asistido en la evacuación del producto por la abertura de descarga (30) dentro del recipiente.

7. El sistema seguidor para recipientes de acuerdo con la reivindicación 5, así mismo caracterizado porque la microcomputadora está programada para seleccionar el sistema de accionamiento neumático (60) para desplazar el receptáculo seguidor (44) en la dirección de movimiento del recipiente (32) menos de una carrera completa, con lo que la longitud física y la duración de tiempo de la carrera del receptáculo seguidor es inferior a una carrera completa.

8. El sistema seguidor para recipientes de acuerdo con la reivindicación 1, así mismo caracterizado porque la abertura (65) del receptáculo seguidor (44) incluye una abertura superior (74) configurada para su alineación con la abertura de descarga (30) durante todo el tiempo del movimiento en vaivén del receptáculo seguidor.

9. El sistema seguidor para recipientes de acuerdo con la reivindicación 1, así mismo caracterizado por:

una máquina (10) de medición y dispensación de productos particulados que tiene una abertura de descarga (30), y que está configurada para medir y aislar cantidades discretas de producto particulado (42), y depositar dichas cantidades discretas a través de la abertura de descarga e introducirlas en el receptáculo seguidor (44);

una cinta transportadora (14) para desplazar los recipientes (32) por delante de la máquina (10) de medición y dispensación de productos particulados por debajo de la abertura de descarga (30) y por el receptáculo seguidor (44); y

un controlador (80) para controlar el funcionamiento de la máquina (10) de medición y dispensación de productos particulados, de la cinta transportadora (14) y del movimiento del accionador de movimiento (60).

10. El sistema seguidor para recipientes de acuerdo con la reivindicación 9, así mismo caracterizado por un medio sensor (85) del volumen para detectar el volumen del producto particulado (42) descargado dentro de un recipiente (32), estando el medio de detección del volumen conectado al controlador (80) para proporcionar un retorno de información que indica la precisión de los datos de salida volumétricos de la máquina (10) de medición y dispensación de productos particulados, por medio de lo cual el volumen del producto aislado y medido por el aparato de medición puede ser ajustado por el controlador.