ES2307366A1 - Cabezal de llenado de bajo numero de reynolds. - Google Patents
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Abstract
Cabezal de llenado de bajo número de Reynolds, constituido por un cuerpo interior (2) y un cuerpo exterior (3), en que uno se mueve axialmente respecto al otro existiendo un espacio (4) delimitado entre ellos que configura las características dinámicas que tendrá el flujo, comprendiendo una zona A de amortiguación con entrada (5) situada en distinto eje al de salida (6), una zona B de pérdida de carga con válvula de asiento (7), una zona C de bajo número de Reynolds compuesta por n canales (10), con n aletas (9) superior a 3, y LRHC menor que 4, una zona D de aceleración en forma de ojiva y una zona E de cierre o boquilla (8) con una junta de estanqueidad (13).
Description
Cabezal de llenado de bajo número de
Reynolds.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La presente invención se refiere, tal como
expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, a un
cabezal de llenado de bajo número de Reynolds que aporta a la
función a que se destina una serie de ventajas y características,
aparte de otras inherentes a su organización y constitución, que se
describirán en detalle más adelante, y que suponen una innovadora
alternativa y/o mejora a lo ya conocido en este campo.
Más concretamente, el objeto de la invención
consiste en un cabezal para llenadoras cuyo estudiado diseño
constituye un importante avance en el llenado de líquidos,
mejorando notablemente el comportamiento del fluido en relación a
los sistemas conocidos, de modo que permite aumentar la velocidad
de llenado llevando al fluido hasta un bajo número de Reynolds para
acelerarlo progresivamente hasta la salida, conservando el
equilibrio conseguido entre las fuerzas inerciales y las fuerzas
cortantes viscosas.
La invención que se presenta se encuadra en el
sector de la maquinaria para el llenado de líquidos en sus
correspondientes envases.
Su aplicación corresponde, por tanto, a la
industria del acondicionamiento y envasado de productos líquidos
procedentes de cualquier sector industrial (tales como Alimentación,
Farmacia, Cosmética, Limpieza, detergentes, espumantes, corrosivos,
viscosos, fluidos, calientes, fríos, lubricantes, disolventes,...)
sin más limitación que la de ser productos en estado líquido.
Actualmente, el elemento principal de cual-
quier tipo de llenadora, bien sea lineal o rotativa, lo constituye
el cabezal de llenado. El es el principal responsable de garantizar
un llenado correcto. Por ello, se concentran grandes esfuerzos en
su mejora e innovación.
Un factor fundamental en el proceso del envasado
es el tiempo en que se realiza el llenado del envase, ya que dicho
factor delimitará él número de cabezales necesarios para obtener la
producción deseada y como consecuencia el tamaño de la
llenadora.
A altas velocidades de salida de chorro es
cuando surgen los principales inconvenientes tales como
salpicaduras, espuma, rebosamiento, etc.
Existen varios caminos para evitar estos
problemas:
- -
- Enviando el chorro contra la pared interior del envases.
- -
- Sumergiendo la boquilla bajo el nivel de producto. Ésta realiza un movimiento de ascenso desde la base del envase hasta salir de éste, yendo sumergida durante el llenado.
- -
- Consiguiendo un flujo coherente y uniforme llenando el envase con o sin introducción de la boquilla en el mismo.
La invención que aquí se presenta opta por esta
última vía.
El peticionario tiene conocimiento de la
existencia de diversas patentes referentes a dispositivos de
carácter similar y cuyo objeto se aproxima al que aquí concierne,
tales como PCT Nº WO 01/40098 A1 de fecha 7.06.2001; PCT Nº WO
97/02206 de fecha 23.01.1997; y PCT Nº Publicación 2 208 439
Traducción de Patente Europea de fecha 16.06.2004, las cuales, sin
embargo se basan en geometría e hidráulica diferente.
Cabe mencionar, por consiguiente, que el
peticionario desconoce la existencia de un cabezal de llenado de
bajo número de Reynolds que presente unas características técnicas,
estructurales y constitutivas semejantes a las que preconiza la
presente invención, la cual tiene por objeto solventar los
inconvenientes anteriormente mencionados que presentan los sistemas
conocidos actualmente para el mismo fin.
Tal y como se ha indicado en el apartado
anterior, la invención que se presenta constituye un nuevo
desarrollo en el llenado de líquidos.
Los dos grandes inconvenientes que surgen
cuando se llena a alta velocidad de chorro, tal como se ha
mencionado, son la formación de espuma y las salpicaduras.
\global\parskip1.000000\baselineskip
La formación de espuma se debe a la mezcla del
aire con el líquido, donde como consecuencia de la tensión
superficial de éste, se crean burbujas que acaban constituyendo la
espuma.
Cuanta más tensión superficial tenga el líquido
a llenar, más espuma podrá generar y persistente podrá ser ésta.
Por tanto, para conseguir un llenado sin espuma debemos conseguir
una mínima interacción entre el líquido y el aire.
Por lo que se refiere a las salpicaduras estas
se deben fundamentalmente a las sobreaceleraciones que sufre el
fluido en los momentos de apertura y cierre de la boquilla.
Estas sobreaceleraciones son propias de
cualquier boquilla de llenado, válvula o mecanismo de obstrucción
variable al paso de un fluido.
Cuando una válvula esta abierta, tenemos una
determinada velocidad de salida de producto.
Esta velocidad viene dada por la presión que
existe aguas arriba en la red y la pérdida de carga (o de presión)
que va sufriendo el producto a medida que avanza.
Esta pérdida de carga, que se produce a lo
largo de los conductos y en la propia válvula, es proporcional al
cuadrado de la velocidad.
Si la válvula se cierra un poco, el área de
salida se estrecha (porque estamos entre la posición de abierto y
cerrado), lo cual supone una obstrucción en la salida que aumenta
la pérdida de carga general del sistema.
Esto hace que el caudal de salida disminuya,
con lo que la velocidad del fluido en los conductos disminuye, y
también la pérdida de carga en estos, aumentando por tanto la
presión justo antes de la obstrucción provocada por la válvula.
Por tanto, tenemos que por un lado la sección
de salida se ha estrechado, y por otro la presión del fluido, justo
antes de la obstrucción que representa la válvula, ha
aumentado.
Ambos factores contribuyen a aumentar la
velocidad del fluido en los momentos de cierre y abertura de una
válvula.
El cabezal de llenado que se presenta, mejora
el comportamiento del fluido en relación a los sistemas
convencionales actuales en los dos problemas descritos
anteriormente, permitiendo una mayor velocidad de llenado.
El problema de la espuma se minimiza reduciendo
las fuerzas inerciales a las que el fluido esta sometido, es decir,
reduciendo su número de Reynolds. De esta manera, se consigue un
flujo coherente y uniforme, que impide que el aire interaccione con
él.
El concepto físico del número de Reynolds para
conseguir un flujo no turbulento fue desarrollado durante el siglo
XIX por Osborne Reynolds convirtiéndose desde entonces en una
piedra angular en el desarrollo de la ingeniería de fluidos.
El número de Reynolds es un número adimensional
que nos indica la relación entre las fuerzas inerciales a las que
esta sometido un fluido y las fuerzas cortantes viscosas.
El problema de las salpicaduras por
sobreaceleraciones del fluido se resuelve creando entre la Cámara
de Amortiguación (Zona A) y la Zona de Bajo Número de Reynolds
(Zona C), una Zona de Pérdida de Carga (Zona B) controlada mediante
una válvula de asiento no estanca, diseñada para obtener una curva
de velocidad, (previamente determinada) durante el cierre y la
apertura de la boquilla de llenado.
De forma más concreta, el cabezal de llenado
está compuesto por un cuerpo interior y otro exterior, existiendo
un solo grado de libertad de movimiento entre ellos, de forma que
se pueden desplazar solamente en sentido axial uno respecto al
otro.
El espacio vacío que existe entre ellos conforma
la zona de paso del fluido.
Dicho espacio lo subdividimos en cinco zonas
independientes pero fuertemente interrelacionadas entre sí:
\vskip1.000000\baselineskip
Es una cámara previa a la Zona de Bajo Número
de Reynolds, donde se separa cinemática y dinámicamente el fluido
de aguas arriba (es decir, antes de su entrada al cabezal de
llenado) con el de aguas abajo.
\vskip1.000000\baselineskip
Su objeto es controlar la pérdida de carga
durante la abertura y el cierre de la válvula. Es asimilable a una
válvula de asiento no estanca que constituye la transición entra la
Zona de Amortiguación y la Zona de Bajo Número de Reynolds.
\vskip1.000000\baselineskip
Es un espacio tubular subdividido en canales
donde se consigue un flujo coherente y uniforme al disminuir las
fuerzas inerciales a las que está sometido el fluido, reduciendo
así su Número de Reynolds.
\vskip1.000000\baselineskip
Su objetivo es llevar el fluido desde la Zona
de Bajo Número de Reynolds hasta la Zona de Cierre (Boquilla).
Para evitar problemas de descebado, debido a
la acción de la gravedad sobre el fluido.
La configuración de la boquilla es tal que la
velocidad en la Zona C es menor que la velocidad en la Zona D.
El cambio de velocidad entre el principio de la
Zona C y el final de la misma se produce de forma lineal,
consiguiendo así, una aceleración constante y emulando el
movimiento que por naturaleza imprime sobre el fluido la
gravedad.
Con ello también se consigue evitar
aceleraciones del producto no deseadas así como una conducción del
fluido sin fluctuaciones que puedan volver al flujo turbulento.
\vskip1.000000\baselineskip
Corresponde al final del cabezal de llenado. Su
objetivo es acabar de llevar al producto hasta la salida cuando el
cabezal de llenado se haya en posición de abierto, y garantizar un
cierre estanco cuando éste se encuentra en posición de cerrado.
El nuevo cabezal de llenado de bajo número de
Reynolds representa, por consiguiente, una estructura innovadora de
características estructurales y constitutivas desconocidas hasta
ahora para tal fin, razones que unidas a su utilidad práctica, le
dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de
exclusividad que se solicita.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de
planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha
representado lo siguiente:
La figura número 1.- Muestra una vista en alzado
del cabezal de llenado de bajo número de Reynolds de la invención,
en posición abierta, el cual se ha representado parcialmente
seccionado según un corte longitudinal de forma que se aprecian los
elementos que lo constituyen así como su configuración y
disposición.
La figura número 2.- Muestra una vista del
cabezal representado parcialmente seccionado al igual que en la
figura 1, pero en posición cerrada.
La figura número 3.- Muestra un gráfico en el
que se ha representado la relación entre la curva de velocidad del
fluido y el diámetro interior de la válvula de asiento en el diseño
de la zona B o zona de pérdida de carga.
A la vista de las mencionadas figuras y de
acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un
ejemplo de realización preferente del cabezal de llenado de bajo
número de Reynolds que comprende las partes que se indican y
describen a continuación.
Así, tal como se aprecia en las figuras 1 y 2,
el cabezal de llenado (1) está formado por un cuerpo interior (2) y
un cuerpo exterior (3).
Uno se mueve axialmente respecto al otro.
El espacio (4) delimitado entre ellos configura
las características dinámicas que tendrá el flujo.
\vskip1.000000\baselineskip
El objeto de esta cámara es separar cinemática
y dinámicamente el fluido de aguas arriba de esta zona A del de
aguas abajo.
Es por tanto una cámara de amortiguación, donde
se rompen las direcciones de los vectores de velocidad.
La función amortiguadora debido al rápido
ensanchamiento que tiene la cámara, evita que posibles vibraciones
puedan aumentar de forma no deseada las fuerzas inerciales sobre el
fluido aguas abajo.
El volumen de esta cámara es igual o superior
al 50% del volumen encerrado entre ambos cuerpos (2) y (3).
Se puede aproximar a un cilindro (con base
troncocónica o cóncava) cuyo diámetro se aproxima al de la Zona C o
Zona de Bajo Número de Reynolds.
También se caracteriza por tener una entrada
(5) de producto situada en un eje distinto al eje de salida
(6).
Y por tener una salida en forma de válvula de
asiento (7) (descrita en la Zona B).
\vskip1.000000\baselineskip
El objeto de esta zona B es crear una pérdida
de carga controlada, para no provocar sobreaceleraciones en los
momentos de apertura y cierre de la boquilla (8).
Esto se consigue mediante un cierre tipo
"válvula de asiento" (7), el cual ha sido diseñado a partir de
la velocidad del fluido deseada en la salida de la boquilla (8)
durante los procesos de apertura y cierre de la misma.
La curva de velocidad en función de la carrera,
tal como puede observarse en el gráfico de la figura 3 en el cual
se ha designado como (v) la curva de velocidad, como (v') los
valores en % de velocidad, como (7) el diámetro interior de la
válvula de asiento, como (7') el porcentaje de diámetro de la
válvula de asiento y como (7'') el porcentaje de cierre de la
válvula de asiento, cumple los siguientes requisitos:
1. A medida que la válvula (7) cierra, la
velocidad del fluido (v) disminuye.
2. La pendiente de la curva de velocidad (v)
va decreciendo a medida que la válvula (7) va cerrando.
Es decir, la velocidad decrece más rápidamente
al principio y más lentamente al final.
Por ejemplo, cuando la válvula (7) ha cerrado
un 25% de su recorrido la velocidad (v) de salida se ha reducido un
50% (ver figura 3).
3. Cuando la válvula de asiento (7) ha cerrado,
el valor de la velocidad (v) debe ser despreciable.
4. Cuando la válvula (7) está abierta el valor
de la velocidad (v) debe ser máximo, es decir, la pérdida de carga
creada por la válvula de asiento (7) es despreciable.
De acuerdo con estas condiciones de velocidad
deseada, el diámetro de la boquilla (8) interior seguirá una curva
tipo,
D_{int\_B}: Diámetro del cuerpo interior en la
Zona B
k_{i}: Constantes
C_{c}: Coeficiente de contracción de Weisbach
(en nuestro caso 0.6 < C_{c} < 0.7)
V_{zona \ B} Velocidad del fluido en la Zona
B
donde el diámetro del cuerpo en la Zona B puede
tener variaciones en función de la viscosidad del producto a
envasar y el caudal requerido.
Esta zona constituye un espacio tubular cuyo
diámetro interior es el propio del cuerpo interior (2) y cuyo
diámetro exterior corresponde al interior del cuerpo exterior
(3).
Dicho espacio tubular está subdivido en n
partes iguales mediante paredes longitudinales a las que llamaremos
aletas (9), formando n canales (10) por las que pasará el
fluido.
Tenemos, por tanto, n canales (10) a través de
los cuales circula el fluido.
Esta geometría obliga al fluido a circular con
unas características cinemáticas de baja velocidad.
A ello se añaden unas "condiciones de
contorno" en las dos direcciones perpendiculares al movimiento
del fluido que consiguen un flujo coherente y unidimensional.
El número de canales (10) depende del diámetro
de cuerpo interior (2).
La longitud de esta zona es la necesaria para
conseguir en la salida un flujo coherente.
El número de Reynolds se define como:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\rho: densidad [kg/m^{3}]
v: velocidad característica [m/s]
\mu: viscosidad dinámica [Pa\cdots]
D: diámetro característico [m]
\vskip1.000000\baselineskip
El número de Reynolds nos indica cual es la
relación entre las fuerzas inerciales (\rhovD) y las fuerzas
cortantes viscosas (\mu).
Pero su análisis aún es más detallado, ya que
nos está indicando que esta relación entre fuerzas inerciales y
fuerzas cortantes viscosas es función de parámetros físicos
(\rho, \mu), parámetros cinemáticos (v) y parámetros
geométricos (D).
Teniendo en cuenta todas estas consideraciones,
podemos agrupar todo los parámetros físicos y cinemáticos en una
variable "f", tal que, "f" es función de
los parámetros físicos y cinemáticos expresados independientemente
de la geometría del problema en cuestión.
De esta manera podemos expresar el número de
Reynolds como,
Re = f \cdot
LRHC
Re: Número de Reynolds [adim]
f: Función de los parámetros físicos y
cinemáticos [mm^{-1}]
LRHC: Coeficiente función de la geometría
del cabezal [mm]
\vskip1.000000\baselineskip
El LRHC (Low Reynolds Head Coefficient)
es un coeficiente característico de la geometría del cabezal de
llenado (1).
Es independiente de parámetros físicos y
cinemáticos.
El LRHC es un nuevo concepto, desarrollado para
diseñar, definir y comparar la geometría de los cabezales de
llenado (1) que se presentan en esta memoria.
\newpage
El valor del LRHC es:
D_{int\_c}: Diámetro del cuerpo interior en la
Zona C. [mm]
D_{ext\_c}: Diámetro interior del cuerpo
exterior en la Zona C. [mm]
n: Número de aletas (9) [adim].
\vskip1.000000\baselineskip
La Zona C ó Zona de Bajo Número de Reynolds
tiene un diámetro interior del cuerpo exterior, un diámetro del
cuerpo interior y un número de aletas tal que:
LRHC <
4
\vskip1.000000\baselineskip
La función de esta zona es, llevar el fluido
desde la Zona C hasta la salida.
Para evitar problemas de descebado debido a la
acción de la gravedad, que provocaría entradas de aire dentro de la
zona y posteriormente turbulencias y espuma al mezclarse aire y
fluido, la geometría de esta Zona D es tal que la velocidad al
principio es menor que al final de la misma.
Con ese objetivo, el diámetro de salida está
supeditado a la geometría de la Zona C, de tal manera que:
D_{out}: Diámetro interior del cuerpo exterior
(3) en la salida (boquilla (8)) [mm]
D_{int\_c}: Diámetro del cuerpo interior (2)
en la Zona C. [mm]
D_{ext\_c}: Diámetro interior del cuerpo
exterior (3) en la Zona C. [mm]
\vskip1.000000\baselineskip
El cuerpo interior (2) en esta zona tiene forma
de ojiva, lo que garantiza una progresión sinusoidal de la
componente de la velocidad perpendicular a la dirección principal,
que tiende a juntar el flujo anular en un solo flujo
cilíndrico.
La longitud de la Zona C es aquella que consigue
que el fluido sometido a una aceleración constante adquiera de
manera lineal la velocidad en la salida de la Zona D. Esta longitud
L corresponde a:
donde,
L: longitud de la Zona D [m]
a: aceleración (entre el 50 y 90% de la
aceleración de la gravedad) [m/s^{2}].
\vskip1.000000\baselineskip
El valor de a variará dentro de este rango
según la esbeltez de la ojiva que es el cuerpo interior (2).
Esbeltez que determinará el ángulo medio que
forman la ojiva y una superficie horizontal, y por tanto, la
componente de la gravedad efectiva sobre el fluido.
Aparte, se introduce un factor corrector para
tener en cuenta las fuerzas provocadas por la viscosidad.
L es pues, la longitud para que el flujo
adquiera su velocidad en la Zona D debido a la acción del campo
gravitatorio debilitado.
El diseño de la forma de la boquilla exterior es
tal que consigue es una aceleración constante del fluido a lo largo
de la Zona D.
Es decir, la velocidad se incrementa de forma
lineal a lo largo de esta zona.
Ello supone una disminución potencial de la
sección anular de paso de la forma,
donde,
S: Sección anular de paso a lo largo de la Zona
D [mm^{2}]
k_{1}: Constante [mm^{-2}]
k_{2}: Constante
[mm-^{1}]
x: Longitud recorrida de la Zona D
[mm^{-1}]
\vskip1.000000\baselineskip
Tanto el cuerpo interior (2) como el exterior
(3) tienen en la Zona D siempre una pendiente creciente a medida
que nos acercamos a la salida (boquilla (8) de llenado).
No se producen puntos de inflexión ni
discontinuidades en las pendientes en ninguna de las dos
curvas.
\vskip1.000000\baselineskip
El cierre del cabezal de llenado (1) se produce
cuando el cuerpo interior (2) descansa sobre el cuerpo exterior
(3), tal como se observa en la figura 2.
La zona de contacto entre ambos se produce en
la parte inferior (Boquilla (8)).
El cuerpo exterior (3) finaliza abruptamente
con una pendiente (11), por la parte exterior, ligeramente más
horizontal que la pendiente (12) en esa misma zona por el lado
interior.
A su vez, el cuerpo interior (2) dispone de una
junta de cierre (13) que garantiza la estanquidad.
De igual forma que en la Zona D, en la boquilla
(8) no se producen puntos de inflexión ni discontinuidades en las
pendientes en ninguna de las dos curvas que caracterizan la
geometría de los cuerpos interior (2) y exterior (3).
Descrita suficientemente la naturaleza de la
presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, se
hace constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la
práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de
la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará
igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere,
cambie o modifique su principio fundamental.
Claims (7)
1. Cabezal de llenado de bajo número de
Reynolds, del tipo destinado al llenado de líquidos o fluidos en
correspondientes envases mediante llenadora tanto lineal como
rotativa, caracterizado por el hecho de estar constituido
por un cuerpo interior (2) y un cuerpo exterior (3), en que uno se
mueve axialmente respecto al otro existiendo un espacio (4)
delimitado entre ellos que configura las características dinámicas
que tendrá el flujo, comprendiendo una Zona A de Amortiguación, una
Zona B de Pérdida de Carga, una Zona C de Bajo Número de Reynolds,
una Zona D de Aceleración y una Zona E de Cierre o boquilla
(8).
2. Cabezal de llenado de bajo número de
Reynolds, según la reivindicación 1, caracterizado por el
hecho de que la Zona A de Amortiguación tiene un volumen del orden
del 50% o superior al volumen total del cabezal de llenado (1), y
una entrada (5) situada en un eje distinto al eje de salida
(6).
3. Cabezal de llenado de bajo número de
Reynolds, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado
por el hecho de que la Zona B de Pérdida de Carga tiene un
funcionamiento asimilable a una válvula de asiento (7), excepto por
no ser estanca y porque tiene el diámetro máximo del cuerpo
interior (2) en esta zona B, menor que el diámetro interior del
cuerpo exterior (3) en dicha zona B.
4. Cabezal de llenado de bajo número de
Reynolds, según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado
por el hecho de que la variación del diámetro del cuerpo interior
(2) en la Zona B de Pérdida de Carga se caracteriza por
seguir la expresión:
en donde v_{Out} es la velocidad
del producto al salir de la boquilla (8), valor que depende de la
posición del cuerpo interior respecto al exterior y que se
caracteriza
porque,
- -
- A medida que la válvula cierra la velocidad del fluido disminuye.
- -
- La pendiente de la curva de velocidad decrece a medida que la válvula se va cerrando, es decir, la velocidad decrece más rápidamente al principio y más lentamente al final. Concretamente, cuando la válvula ha cerrado un 25% de su recorrido la velocidad de salida es un 50% de la nominal.
- -
- Cuando la válvula de asiento ha cerrado el valor de la velocidad debe ser despreciable.
- -
- Cuando la válvula está abierta el valor de la velocidad es máximo, lo que implica que la pérdida de carga creada por la válvula de asiento es despreciable en dicha posición.
5. Cabezal de llenado de bajo número de
Reynolds, según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado
por el hecho de que la Zona C de Bajo Número de Reynolds está
compuesta por n canales (10), el número de aletas (9) n es superior
a 3, y en donde el LRHC es menor que 4:
y porque la longitud de esta zona C
es la necesaria para poder romper las turbulencias del
fluido.
6. Cabezal de llenado de bajo número de
Reynolds, según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado
por el hecho de que en la Zona D Aceleración la boquilla (8)
interior tiene forma de ojiva ya sea tangente o secante, sin
exclusión; porque el cuerpo exterior (3) en esta zona sigue en su
interior una curva, que depende del cuerpo interior (2) tal que, la
sección de la zona anular delimitada por el espacio
entre-cuerpos, decrece de forma potencial, y por
tanto, su inverso, crece de forma lineal a medida que nos
aproximamos al extremo inferior de la zona C de aceleración; porque
la longitud de esta zona vale "L = 5/(8a)" donde "a"
está comprendido entre un 50%-90% del valor de la aceleración de la
gravedad; y porque tanto el cuerpo exterior (3) como el cuerpo
interior (2) tienen siempre pendientes continuas y decrecientes,
sin puntos de inflexión.
7. Cabezal de llenado de bajo número de
Reynolds, según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado
por el hecho de que la Zona E de Cierre incorpora una junta de
estanqueidad (13) del mismo o distinto material que el propio
cuerpo en el extremo inferior del cuerpo interior (2) en forma de
ojiva; y porque la parte final de la boquilla (8) de llenado en el
cuerpo exterior (3) presenta un final abrupto (11), con un ángulo
ligeramente más abierto que el del cuerpo interior (2) en esa zona,
y por contactar en la posición de cerrado sobre la junta de
estanqueidad (13) de la boquilla (8) interior.
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---|---|---|---|---|
FR2951445B1 (fr) * | 2009-10-15 | 2011-12-02 | Serac Group | Bec de remplissage a clapet et obturateur secondaire avec element d'actionnement intercalaire |
DE102010006005A1 (de) * | 2010-01-27 | 2011-07-28 | Elopak Systems Ag | Dosiervorrichtung und Dosierverfahren für Flüssigkeiten |
FR2983843A1 (fr) * | 2011-12-13 | 2013-06-14 | Serac Group | Bec de remplissage a clapet et obturateur secondaire avec element d'actionnement amont |
CN103021235B (zh) * | 2012-12-31 | 2014-07-30 | 济南大学 | 雷诺准数的实验方法 |
CN103785560B (zh) * | 2013-04-27 | 2016-12-07 | 广州海鸥卫浴用品股份有限公司 | 用于射流装置的喷针 |
CN103775678B (zh) * | 2013-04-27 | 2014-12-10 | 广州海鸥卫浴用品股份有限公司 | 可调射流阀 |
CN103775668B (zh) * | 2013-04-27 | 2014-12-24 | 广州海鸥卫浴用品股份有限公司 | 射流阀芯 |
US9279502B2 (en) * | 2014-01-30 | 2016-03-08 | Fives Bronx, Inc. | Fill valve apparatus |
US10371265B2 (en) * | 2017-11-01 | 2019-08-06 | Fisher Controls International Llc | Process control valve and plug |
GB2617334A (en) * | 2022-04-04 | 2023-10-11 | Weir Minerals Netherlands Bv | Valve |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2066315T3 (es) * | 1990-10-12 | 1995-03-01 | Azionaria Costruzioni Acma Spa | Dispositivo distribuidor de dosificacion para maquinas de llenado. |
US5878992A (en) * | 1997-05-07 | 1999-03-09 | Mott's Inc. | Two stage variable flow valve assembly |
ES2128869T3 (es) * | 1995-07-05 | 1999-05-16 | Serac Group | Boquilla de relleno de flujo laminar. |
WO2003037779A1 (en) * | 2001-10-19 | 2003-05-08 | Sig Simonazzi Spa | Filling valve with fluid muscle valve activator |
FR2861716A1 (fr) * | 2003-10-29 | 2005-05-06 | Sidel Sa | Bec de remplissage |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3317184A (en) * | 1967-05-02 | Pintle valve and flow collimator | ||
IT1233665B (it) * | 1989-07-06 | 1992-04-13 | Azionaria Costruzioni Acma Spa | Dispositivo erogatore per sostanze liquide |
FR2736338B1 (fr) | 1995-07-05 | 1997-08-29 | Serac Group | Bec de remplissage a ecoulement laminaire |
FR2801579B1 (fr) | 1999-11-29 | 2002-01-18 | Serac Group | Bec de remplissage a debit reglable par un dispositif d'actionnement unique et procede de mise en oeuvre |
ES2256193T3 (es) * | 2001-11-09 | 2006-07-16 | Sig Simonazzi S.P.A. | Unidad de valvula para maquinas de llenado. |
FR2897607B1 (fr) * | 2006-02-23 | 2008-05-09 | Sidel Participations | Dispositif de remplissage de recipients a debit de liquide variable |
DE102009003362B4 (de) | 2009-01-19 | 2023-01-19 | Paul Hettich Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zum Öffnen und/oder Schließen von Schubkästen und Verfahren zu ihrer Kalibrierung |
-
2006
- 2006-01-20 ES ES200600130A patent/ES2307366B1/es active Active
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2066315T3 (es) * | 1990-10-12 | 1995-03-01 | Azionaria Costruzioni Acma Spa | Dispositivo distribuidor de dosificacion para maquinas de llenado. |
ES2128869T3 (es) * | 1995-07-05 | 1999-05-16 | Serac Group | Boquilla de relleno de flujo laminar. |
US5878992A (en) * | 1997-05-07 | 1999-03-09 | Mott's Inc. | Two stage variable flow valve assembly |
WO2003037779A1 (en) * | 2001-10-19 | 2003-05-08 | Sig Simonazzi Spa | Filling valve with fluid muscle valve activator |
FR2861716A1 (fr) * | 2003-10-29 | 2005-05-06 | Sidel Sa | Bec de remplissage |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1975117A4 (en) | 2013-05-22 |
CA2637738A1 (en) | 2007-07-26 |
ES2307366B1 (es) | 2009-09-18 |
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US20090301605A1 (en) | 2009-12-10 |
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