ES2316005T3 - Maquina para llenar contenedores con productos liquidos o en polvo. - Google Patents
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Abstract
Máquina para llenar contenedores con productos líquidos o en polvo, que comprende: un carrusel (4) giratorio alrededor de un respectivo eje (5); medios de soporte y pesado (6) sobre los cuales apoyar y pesar una pluralidad de contenedores (2); medios de alimentación que suministran los productos líquidos o en polvo; una pluralidad de inyectores de distribución (8) situados para llenar los contenedores (2) apoyados sobre los medios de soporte (6), cada inyector (8) presentando un tambor cilíndrico (10) que delimita un conducto de alimentación (9) y que termina en correspondencia de su fondo en una boca de distribución (12); caracterizada por el hecho que cada inyector también presenta: un elemento valvular (13) que sirve para abrir y cerrar la boca (12), y medios (14) mediante los cuales mover el elemento valvular (13); cada inyector (8) comprendiendo además un cuerpo (15) instalado en el conducto de alimentación (9) y que aloja los medios operativos (14); el cuerpo (15) estando distanciado de una pared lateral interna (18) del conducto de alimentación (9) y estando conectado a la pared interna (18) mediante por lo menos un brazo de soporte (19).
Description
Máquina para llenar contenedores con productos
líquidos o en polvo.
La presente invención se refiere a una máquina
para llenar contenedores con productos líquidos o en polvo.
La presente invención halla aplicación ventajosa
en el sector de máquinas tipo carrusel que se utilizan para llenar
contenedores con una variedad de sustancias, incluidos productos
alimenticios líquidos tales como por ejemplo leche o jugos de
fruta, así como aceites minerales de lubricación, detergentes,
etc.
Una máquina de llenado del tipo en cuestión,
como la descrita en la patente de invención US 6.073.667, tiene el
aspecto de un tanque sostenido por un carrusel, el cual posee en su
interior la sustancia líquida; el carrusel gira alrededor de un eje
vertical a través de una primera estación de transferencia por medio
de la cual recibe una sucesión de contenedores, cada uno de ellos
presentando una boca de llenado.
El tanque está asociado rígidamente al carrusel
y presenta, en correspondencia de su fondo, una pluralidad de
válvulas de llenado, cada una de ellas pudiendo ser asociada con la
boca de un respectivo contenedor; de este modo, cuando se pone en
rotación el carrusel, el tanque gira sobre el eje vertical y su
contenido se transfiere a través de las válvulas de llenado dentro
de los contenedores, después de lo cual los contenedores ya llenos
se dirigen a través de una segunda estación de transferencia a un
transportador de salida.
Las válvulas de llenado del tipo convencional
como aquellas mostradas en los documentos US 6.073.667 y US
5.676.334, comprenden un conducto de alimentación que termina en
correspondencia de la extremidad inferior de una salida de
distribución tal que puede ser abierto o cerrado mediante un
elemento valvular que se desliza axialmente dentro del conducto. El
elemento valvular está vinculado a la extremidad de una varilla
accionada a través de adecuados dispositivos instalados arriba de
la válvula de llenado. El conducto de alimentación está dispuesto
verticalmente, extendiéndose hacia abajo a partir de una pared
inferior del tanque de manera que el mismo tanque pueda ser vaciado
en su totalidad de su contenido. A tal efecto, cada varilla pasa a
través del tanque y se conecta con el respectivo dispositivo
operativo, que está situado dentro del tanque y arriba de la
superficie libre del producto contenido en su interior; los
dispositivos operativos, preferentemente, estarán separados del
producto por un adecuado deflector de división.
La presencia de las varillas en el espacio
ocupado por el producto a distribuir desde el tanque puede conducir
a la contaminación del mismo producto, mientras que la operación de
limpieza del tanque, que se debe efectuar antes de cambiar el
producto que se está utilizando por otro, se puede volver más
dificultosa y menos profunda.
En efecto, la estructura de las varillas es tal
de crear espacios intersticiales donde se acumula y estanca el
producto. Asimismo, el servicio de mantenimiento de las varillas es
complicado por el hecho que toda operación de reparación o
reemplazo exige su remoción del tanque.
Tales desventajas han sido eliminadas hasta un
cierto punto adoptando válvulas de llenado conectadas a varillas y
actuadores situados fuera del tanque, con los respectivos elementos
valvulares accionados a través de palancas, si bien con ello se ha
complicado notablemente la estructura de la máquina. Una válvula de
llenado del tipo en cuestión está descrita, por ejemplo, en la
patente de invención EP 1.129.949.
En aras de lo anterior, el objetivo de la
presente invención es el de proporcionar una máquina para llenar
contenedores con productos líquidos o productos en polvo, tal de no
exhibir las desventajas mencionadas con anterioridad.
Un objetivo de la presente invención, en
particular, es el de poner a disposición una máquina para llenar
contenedores con productos líquidos o en polvo, en la cual es
posible realizar con facilidad servicios técnicos en los inyectores
de llenado sin tener que desarmar ninguna parte del tanque.
Otro objetivo de la presente invención es el de
proporcionar una máquina que asegure que los productos sean
manipulados en conformidad con las correspondientes normas
higiénicas.
Los objetivos antes señalados se logran mediante
una máquina en conformidad con la presente invención para llenar
contenedores con productos líquidos o en polvo, cuyos detalles
característicos están expresados en una o varias de las
reivindicaciones que están más adelante.
Ahora se describirá la presente invención en
detalles, a título ejemplificador, con la ayuda de los dibujos
anexos, en los cuales:
- la figura 1 muestra una realización preferida
de una máquina en conformidad con la presente invención para llenar
contenedores con productos líquidos o en polvo, en una vista en
elevación;
- la figura 2 muestra un detalle de la máquina
exhibida en la figura 1, vista parcialmente en corte
transversal;
- la figura 3 es una sección según el plano
denotado con III-III de la figura 2;
- la figura 4 muestra el detalle de la figura 2
según una ejecución alternativa.
Con referencia a la figura 1, el número 1 denota
una máquina de llenado, en su totalidad, adecuada para dosificar
productos líquidos o en polvo dentro de contenedores (2), cada uno
de ellos presentando una respectiva boca de llenado (3).
En la realización de la figura 1, exhibida a
título puramente ejemplificador, la máquina de llenado (1) incluye
un carrusel (4) giratorio alrededor de un eje vertical (5). El
carrusel (4) incluye medios de soporte y pesado (6) sobre los
cuales se puede colocar una pluralidad de contenedores (2), llenados
con un producto (P) y pesados mientras se los hace avanzar a lo
largo de un recorrido de llenado circular que se extiende alrededor
del eje vertical (5) del carrusel desde una estación de entrada
hasta una estación de salida, ambas de ejecución tradicional y, por
ende, no exhibidas.
En correspondencia de la estación de entrada el
carrusel (4) recibe los contenedores (2) en sucesión, para
finalmente transferirlos de la estación de salida a una unidad de
extracción, no mostrada en los dibujos.
La máquina (1) incluye medios de alimentación
que suministran un producto (P), los cuales en la realización
exhibida están dados por un tanque (7) en cuyo interior se halla el
mismo producto (P).
El tanque (7) está instalado en el carrusel (4)
e incluye una pluralidad de inyectores (8) distribuidos alrededor
del eje (5) de rotación, a partir de los cuales se llenan con el
producto los contenedores (2) ubicados sobre los medios de soporte
y pesado (6).
Haciendo referencia a la figura 2, en
particular, cada uno de los inyectores de llenado (8) comprende un
tambor (10) preferentemente de forma cilíndrica, que delimita un
conducto de alimentación (9) alineado con un eje (11) dispuesto
paralelo al eje vertical (5) del carrusel (4).
El conducto (9) termina en correspondencia de su
fondo en una boca de distribución (12) dirigida hacia un
correspondiente contenedor (2) ubicado para su llenado, e
internamente está provisto de un elemento valvular (13) en
condiciones de moverse entre una posición en la cual la boca (12)
está cerrada y una posición en la cual la boca (12) está
abierta.
El elemento valvular (13) y la superficie
interna del conducto (9) adyacente a la boca de distribución (12)
están configurados de manera que la corriente de salida del producto
(P) asuma características seleccionadas de geometría, velocidad y
presión.
El elemento valvular (13) se mueve a través de
la acción de medios operativos (14) instalados, de manera ventajosa,
dentro de un cuerpo (15) incorporado en el conducto de alimentación
(9). El cuerpo (15), de forma ahusada y preferentemente de
geometría ojival, con una porción tipo bóveda orientada (16) hacia
el tanque (7), está alineado con el eje longitudinal (11) del
conducto (9) y presenta un corte transversal más chico que el del
conducto, como se puede ver en la figura 3, con lo cual al producto
(P) se le presenta un canal de flujo de un área (17) en corte
transversal predeterminada.
El cuerpo (15), de este modo, ocupa una posición
distanciada de la pared lateral interna (18) del conducto (9) y
está unido a la pared a través de al menos un brazo (19), cuya
función es la de soportar el cuerpo (15). En la solución preferida
e ilustrada, el inyector (8) presenta un par de brazos (19)
configurados de manera solidaria con el cuerpo (15) y que se
extienden radialmente en direcciones opuestas a este último.
El contorno del cuerpo (15) es optimizado para
crear características fluidodinámicas capaces de minimizar la
turbulencia en el producto (P) que fluye, mientras que el área (17)
en corte transversal preferentemente es constante a lo largo de la
longitud del conducto o ahusada hacia la boca de distribución
(12).
El cuerpo (15) presenta una porción inferior
(20) con una abertura (21), situada en correspondencia de la
extremidad opuesta con respecto a la porción abovedada (16) y
orientada hacia la boca de distribución (12). La abertura (21) está
ocupada con posibilidad de deslizamiento por una varilla (22) que se
extiende, parcialmente, dentro de una cámara (23) presentada por el
cuerpo (15) y que sostiene al elemento valvular (13) en
correspondencia de una extremidad, fuera del cuerpo. El movimiento
axial inducido en la varilla (22) provoca que el elemento valvular
(13) se desplace entre las posiciones abierta y cerrada.
Para impedir que el producto (P) entre dentro de
la cámara (23), el cuerpo (15) está provisto de medios de
hermeticidad (24), provistos por ejemplo de un anillo en contacto
por deslizamiento con la varilla (13) y vinculado a la porción
inferior (20), en correspondencia de la abertura denotada con
21.
El movimiento de la varilla (22) se produce
preferiblemente a través de medios neumáticos o
electromagnéticos.
Como se puede ver en las figuras 2 y 3, los
medios operativos (14) comprenden un pistón (25) asociado
rígidamente con la varilla (22), alojada de manera deslizante en la
cámara (23) del cuerpo (15) y en vinculación con una pared lateral
(26) de la misma cámara por medio de las juntas (27).
La cámara (23) está conectada a por lo menos una
fuente (28) de gas presurizado, de manera que el pistón (25) pueda
ser movido admitiendo y expulsando gas.
Más exactamente, la cámara (23) queda separada
por el pistón (25) en una cavidad superior denotada con el número
(29) y una cavidad inferior denotada con el número (30), ambas de
volumen variable.
Un primer conducto (31) formado en el cuerpo
(15) conecta la cavidad superior (29) con la primera válvula (32)
instalada en el cuerpo (15), y un segundo conducto (33) conecta la
cavidad inferior (30) con una segunda válvula (34). Cada válvula
(32 y 34) permite la admisión del gas proveniente de una
correspondiente fuente de presión (28a y 28b) conectada, así como
también permite la expulsión del gas desde la respectiva cavidad
(29 y 30).
El ingreso de gas a través de la primera válvula
(32) en la cavidad superior (29) provoca que el pistón (25) y el
elemento valvular (13) se desplacen hacia la boca de salida (12), en
otros términos hacia la posición cerrada. Al mismo tiempo, el gas
contenido en la cavidad inferior (30) es comprimido hasta un cierto
grado por el pistón (25) y es expulsado a través de la segunda
válvula (34).
Por el contrario, el ingreso de gas a través de
la segunda válvula (34) dentro de la cavidad inferior (30) provoca
que el pistón (25) y el elemento valvular (13) se alejen de la boca
de salida (12), en otros términos se desplacen hacia la posición
abierta. Al mismo tiempo, el gas contenido dentro de la cavidad
superior (29) es comprimido hasta un cierto grado por el pistón
(25) y es expulsado a través de la primera válvula (32).
Para ayudar la acción del gas de cerrar la boca
de salida (12) y/o mantener la boca de salida cerrada cuando no hay
suministro de gas a la máquina (1), el inyector (8) además comprende
un resorte (35), preferentemente un resorte helicoidal, dispuesto
entre el pistón (25) y una pared de extremidad (36) de la cavidad de
la cámara superior (29) de manera de mantener empujado el elemento
valvular (13) hacia la boca de distribución (12).
En una ejecución alternativa de la máquina, no
exhibida, los medios operativos podrían incluir únicamente el
primer conducto (31) que se conecta con la cavidad superior (29) de
la cámara, y la boca de salida (12) podría ser cerrada sólo por la
acción del resorte (35).
En el caso de movimiento de tipo
electromagnético (ver la figura 4), los medios operativos (14) se
compondrán, por ejemplo, de un devanado fijo inductor (37)
instalado en la cámara (23) y alimentado por un adecuado circuito
de control (38), y una parte móvil (39) de material ferromagnético
asociado rígidamente a la varilla (22). La parte móvil (39) está
enfrentada al devanado inductor (37) y funciona como un émbolo de
solenoide.
Durante el uso, cuando el devanado inductor (37)
es alimentado con una corriente de suficiente intensidad generada
en una dirección determinada por el circuito de control (38), se
induce en el émbolo (39) un campo electromagnético que, dependiendo
de la dirección de la corriente a través del devanado inductor (37),
establecerá una fuerza electromotriz que tenderá a dirigir el mismo
émbolo (39) a lo largo del eje (11) del conducto (9) hacia la
posición de apertura o cierre de la boca de salida (12). Este
movimiento de tipo electromagnético también podría ser asistido por
la acción de dicho resorte (35) (no mostrado en la figura 4).
Para facilitar el acceso a los medios operativos
(14) y simplificar el mantenimiento del inyector (8), como está
ilustrado en el ejemplo de las figuras 2 y 3, el tambor cilíndrico
(10) está realizado como una pluralidad de secciones tubulares
ensambladas coaxialmente entre sí y con la posibilidad de
separarse.
Una primera sección acampanada (40) está
conectada a un acoplamiento tubular (41), por ejemplo una pieza
rectilínea que se extiende a partir de una abertura (42) que
presenta la pared inferior (43) del tanque (7). La primera sección
(40) está asociada al acoplamiento (41) con la intercalación de una
junta anular (44) y vinculada así por medio de una abrazadera (45)
con perfil en "C", extraíble con facilidad usando comunes
herramientas de taller. Para garantizar un seguro ensamblado, la
primera sección (40) y el acoplamiento (41) están configurados con
respectivas protuberancias anulares (46) alrededor de los bordes de
acoplamiento, los cuales cuando se unen entre sí se introducen
dentro de la acanaladura de la abrazadera (45) con perfil en
"C".
Una segunda sección tubular (47) está asociada a
la primera sección (40) y está asegurada con otra abrazadera (45)
del tipo descrito arriba. La segunda sección (47) sostiene el cuerpo
(15), que axialmente es más largo y preferentemente está realizado
en una sola pieza con la misma sección (47).
La boca de distribución (12) está situada en la
extremidad inferior de una tercera sección ahusada (48) unida a la
segunda sección (47), está asegurada por medio de una respectiva
abrazadera (45) y circunda la porción inferior (20) del cuerpo (15)
junto con la varilla (22).
Finalmente, la porción inferior (20) del cuerpo
(15) está colocada con libertad de extracción, por ejemplo
enroscada a la porción superior (49) solidaria con los brazos (19) y
con la segunda porción tubular (47), de manera de permitir la
extracción de la varilla (22) y de los medios operativos (14) de la
cámara (23).
Claims (16)
1. Máquina para llenar contenedores con
productos líquidos o en polvo, que comprende:
un carrusel (4) giratorio alrededor de un
respectivo eje (5);
medios de soporte y pesado (6) sobre los cuales
apoyar y pesar una pluralidad de contenedores (2);
medios de alimentación que suministran los
productos líquidos o en polvo;
una pluralidad de inyectores de distribución (8)
situados para llenar los contenedores (2) apoyados sobre los medios
de soporte (6), cada inyector (8) presentando un tambor cilíndrico
(10) que delimita un conducto de alimentación (9) y que termina en
correspondencia de su fondo en una boca de distribución (12);
caracterizada por el hecho que cada
inyector también presenta:
un elemento valvular (13) que sirve para abrir y
cerrar la boca (12), y medios (14) mediante los cuales mover el
elemento valvular (13);
cada inyector (8) comprendiendo además un cuerpo
(15) instalado en el conducto de alimentación (9) y que aloja los
medios operativos (14);
el cuerpo (15) estando distanciado de una pared
lateral interna (18) del conducto de alimentación (9) y estando
conectado a la pared interna (18) mediante por lo menos un brazo de
soporte (19).
2. Máquina según la reivindicación 1, donde el
cuerpo (15) está alineado con un eje longitudinal (11) del conducto
de alimentación (9).
3. Máquina según la reivindicación 1, donde el
cuerpo (15) presenta un perfil ahusado y preferentemente
ojival.
4. Máquina según la reivindicación 1, que además
comprende una varilla (22) de sostén del elemento valvular (13),
alojada de manera deslizante dentro del cuerpo (15) y conectada a
los medios operativos (14).
5. Máquina según la reivindicación 4, donde el
cuerpo (15) presenta una porción inferior (20) provista de medios
de hermeticidad (24) ubicados para vincular la varilla (22),
mediante los cuales se impide que el producto líquido o en polvo
(P) entre dentro del cuerpo (15).
6. Máquina según la reivindicación 5, donde los
medios de hermeticidad (24) se componen de una junta puesta en
contacto deslizante con la varilla
(22).
(22).
7. Máquina según la reivindicación 1, donde los
medios operativos (14) están instalados, por motivos de facilidad
de acceso, en un tambor cilíndrico (10) comprendiendo una primera
sección tubular (40) conectada a una pared inferior (43) del tanque
(7), una segunda sección tubular (47) que sostiene al cuerpo (15) y
que está unida de manera extraíble a la primera sección (40), y
también una tercera sección (48) unida de manera extraíble a la
segunda sección (47) y que incorpora la boca de distribución
(12).
8. Máquina según la reivindicación 1, donde el
cuerpo (15) se combina con la pared lateral interna (18) del
conducto de alimentación (9) para delimitar un canal para el
producto líquido o en polvo, cuya área en corte transversal (17) es
constante a lo largo del eje longitudinal (11) del conducto (9).
9. Máquina según la reivindicación 1, donde el
cuerpo (15) se combina con la pared lateral interna (18) del
conducto de alimentación (9) para delimitar un canal para el
producto líquido o en polvo, cuya área en corte transversal (17)
disminuye paulatinamente hacia la boca de distribución (12).
10. Máquina según la reivindicación 1, donde los
medios operativos (14) son de tipo neumático.
11. Máquina según la reivindicación 4, donde los
medios operativos (14) comprenden un pistón (25) asociado
rígidamente con la varilla (22) y alojado de manera deslizante en
una cámara (23) del cuerpo (15), así como una fuente (28) de gas
presurizado conectada a la cámara (23), de manera que el pistón (25)
pueda ser movido introduciendo gas dentro de la cámara (23).
12. Máquina según la reivindicación 11, donde la
cámara (23) del cuerpo (15) queda dividida por el pistón (25) en
una cavidad superior (29) y una cavidad inferior (30), y la fuente
(28) de gas presurizado se conecta con la cavidad inferior (30) de
manera que la boca (12) pueda ser abierta introduciendo gas dentro
de la cavidad inferior (30).
13. Máquina según la reivindicación 12, donde la
fuente (28) de gas presurizado además se conecta con la cavidad
superior (29) de manera que la boca (12) pueda ser cerrada
introduciendo gas dentro de la cavidad superior (29).
14. Máquina según la reivindicación 12, donde
los medios operativos (14) además comprenden un resorte (35)
alojado entre el pistón (25) y una pared de extremidad (36) de la
cavidad superior (29), mediante el cual el elemento valvular (13)
es empujado hacia la boca de distribución (12).
15. Máquina según la reivindicación 1, donde los
medios operativos (14) son de tipo electromagnético.
16. Máquina según la reivindicación 4, donde los
medios operativos (14) comprenden un devanado fijo inductor (37)
asociado rígidamente con el cuerpo (15), y un émbolo móvil (39)
instalado en la varilla (22) y enfrentado al devanado inductor
(37).
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