ES2582636T3 - Máquina de rellenado aséptica - Google Patents
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Abstract
Una máquina de rellenado aséptica de bolsas de tipo sobre, provistas de una boca de rellenado (21) cerrada por una tapa extraíble situada a un lado del sobre, que comprende un medio de suministro (1) de bolsas vacías, un medio para retirar las bolsas cuando están llenas, un dispositivo de carrusel (4) equipado con una plataforma giratoria (43) que tiene un movimiento continuo, sobre la que se encuentran al menos dos estaciones de rellenado (5), siendo dichas estaciones de rellenado circunferencialmente equidistantes y comprendiendo cada una un plano de apoyo (51) para la bolsa, y un grupo de rellenado (6); un dispositivo de alimentación y posicionamiento (3) de la bolsa vacía en una primera estación de rellenado; y un dispositivo para descargar bolsas llenas de la estación de rellenado, situado inmediatamente aguas arriba de la primera estación; caracterizada por que cada grupo de rellenado comprende una cámara estéril (74); un medio para elevar la boca de la bolsa vacía tendida sobre el plano de apoyo, dentro de la cámara estéril; un medio para colocar la cámara en ligera sobrepresión; un medio para retirar la tapa de la boca y posicionarla a un lado de la boca, y viceversa, estando situado dicho medio de retirada en el interior de dicha cámara estéril; y un dispositivo dispensador-dosificador (78) que puede deslizarse verticalmente en la cámara estéril y es adecuado para acoplarse a la boca.
Description
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DESCRIPCION
Maquina de rellenado aseptica
La presente invencion se refiere al rellenado de recipientes esteriles con productos alimenticios Kquidos o semidensos, como por ejemplo zumos de frutas o pasta de tomate.
Los recipientes estan constituidos por bolsas de material sintetico, que tienen una forma rectangular o cuadrada, constituidas por dos laminas soldadas a lo largo de los bordes de las mismas.
Una de las dos laminas comprende, en la proximidad de uno de los lados menores, preferiblemente en el eje longitudinal de la bolsa, una boca de rellenado cerrada por una tapa extraible.
En lo sucesivo, los terminos recipiente y bolsa se utilizan indistintamente.
Los recipientes se llenan en maquinas lineales que comprenden, ademas de una linea de avance de bolsas, una camara esteril, preferiblemente en forma de paralelepipedo, pero tambien posiblemente cilindrica, en la que la boca se encuentra en la parte inferior, a traves de una abertura en la pared inferior de la camara.
La camara esteril comprende un medio para soportar la boca en la camara y devolverla a la linea de avance, un medio para pulverizar un liquido desinfectante en la zona de la boca, un medio para quitar la tapa y retenerla en una posicion por el lado de la boca y devolverla a la boca, asi como un dispensador-dosificador de eje vertical para introducir el producto en la bolsa.
Despues de llenar la bolsa, se vuelve a aplicar la tapa en la boca, se libera la boca al exterior de la camara, y se coloca la bolsa en la linea de avance.
Todas las operaciones anteriormente descritas se llevan a cabo utilizando dispositivos que son en si mismos conocidos por los expertos tecnicos del sector, y que se omiten de la descripcion detallada.
Las maquinas lineales conocidas (vease, por ejemplo, el documento US-A-4 283 901) tienen la desventaja de una escasa capacidad de produccion debido a la dificultad de cambiar el formato de los recipientes, bocas y tapas desmontables, debido ademas al tiempo que la bolsa permanece en la estacion de rellenado - siendo el tiempo el necesario para llevar a cabo todas las operaciones anteriormente descritas.
Aproximadamente, estas operaciones requieren un tiempo total de mas de aproximadamente 5 segundos por bolsa, mientras que el tiempo requerido para el relleno de la bolsa es del orden de un segundo o algo mas, dependiendo de la capacidad de la bolsa.
El proposito de la presente invencion es evitar todos estos problemas con una solucion sencilla y eficaz.
Este objetivo se consigue mediante una maquina rellenadora que tiene las caracteristicas expuestas en la reivindicacion independiente; las reivindicaciones dependientes se refieren a otras caracteristicas de la invencion, que tienen por objeto proporcionar ventajas adicionales.
En sustancia, la invencion comprende una base sobre la que se coloca una plataforma circular giratoria, y un medio adecuado mueve dicha plataforma con un movimiento de rotacion continua.
Al menos dos estaciones de rellenado identicas, y preferiblemente seis o mas, estan situadas sobre la plataforma giratoria, estando separadas dichas estaciones por igual y equipadas de forma individual con un plano de apoyo inferior para la bolsa, quedando situada la boca verticalmente.
En la periferia de la plataforma se encuentran presentes: un aparato de carga de la bolsa vacia en la primera estacion de rellenado, en el que se inicia el ciclo de rellenado y un aparato para descargar bolsas llenas de la estacion de rellenado, situado inmediatamente aguas abajo del primero, con referencia a la direction de movimiento del carrusel.
El aparato de carga comprende un dispositivo para transferir la bolsa de vacio desde el medio de suministro de bolsas, agarrandola por la boca, y para posicionar la bolsa en una posicion adecuada sobre la superficie de apoyo de la primera estacion.
El medio para suministrar bolsas vacias es conocido en si mismo, y generalmente comprende un rollo de suministro de bolsas vacias, y un medio para transportar a la estacion de rellenado la primera bolsa separada del rollo.
Cada estacion de rellenado comprende un soporte fijado a la plataforma, a la cabeza de un plano de apoyo para la bolsa y un grupo de rellenado superpuesto, orientado externamente a la plataforma.
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Cada unidad de rellenado comprende una camara esteril, as^ como el medio para insertar la boca en la camara esteril, desinfectar la zona alrededor de la boca, desmontar y desplazar la tapa al lado de la boca, insertar el dispensador-dosificador en la boca - y las operaciones inversas.
El plano de apoyo de la bolsa puede abrirse hacia abajo, como para descargar la bolsa llena cuando la estacion de rellenado se encuentra en la posicion de descarga, y dejarla caer sobre un transportador subyacente.
Las cualidades y caracteristicas de construccion de la invencion se haran evidentes a partir de la descripcion funcional y detallada que sigue, que con la ayuda de las tablas de dibujos adjuntos ilustra una realizacion preferida de la invencion, presentada a modo de ejemplo no limitativo.
La figura 1 ilustra la invencion, vista en planta.
La figura 2 muestra la seccion de la figura 1 por debajo de los grupos de rellenado.
La figura 3 es un detalle de la figura 2 a mayor escala.
La figura 4 muestra el detalle de la figura 3, vista en perspectiva.
La figura 5 y la figura 6 muestran, en una vista en perspectiva y en seccion, el medio de activacion de la plataforma giratoria.
La figura 7 muestra un grupo de rellenado en una vista en perspectiva, con algunas partes eliminadas.
La figura 8 es la misma que la figura 7, con otras partes eliminadas.
La Figura 8A muestra partes de la figura 8.
La figura 9 muestra la seccion a lo largo de la linea IX-IX de la figura 8.
La figura 10 muestra la seccion a lo largo de la linea X-X de la figura 9.
La figura 11 es la vista de la figura 7, con algunas partes retiradas.
La figura 12 ilustra la seccion XII-XII de la figura 11.
La figura 13 y la figura 14 ilustran una vista en perspectiva del plano de apoyo para la bolsa, en las posiciones abierta y cerrada.
La figura 15 y la figura 16 ilustran una vista en perspectivas diferentes de la superficie de apoyo para la bolsa, con el medio de elevacion de boca en las posiciones superior e inferior.
Las figuras se refieren a un dispositivo de suministro 1 de bolsas, con una boca 21 orientada hacia arriba.
Un dispositivo 3 de posicionamiento se encuentra a un lado del dispositivo 1, que comprende un brazo 31 provisto de pinzas 32 en un extremo, que se mueven entre una primera posicion en la que las pinzas se superponen a la boca 21 de la bolsa entrante, y una segunda posicion (figura 2) en la que la bolsa se encuentra sobre el plano de apoyo de la primera estacion.
Las pinzas 32 estan activadas neumaticamente por un medio que no se ilustra, y exhiben unas garras que estan destinadas a abrirse 180 °, de manera que no obstruyan la liberacion de la boca 21.
El movimiento del brazo esta accionado por un motor sin escobillas paso a paso.
Un carrusel 4 gira aguas abajo del dispositivo de posicionamiento.
El carrusel 4 comprende (figuras 5, 6) una quinta rueda 41, de la cual un anillo fijo esta limitado constrenido a la base 42, y cuyo anillo movil esta fijado a una plataforma 43.
La plataforma 43 esta accionada por un motor electrico 44 que tiene una velocidad ajustable, en cuyo eje esta enchavetado un pinon 45, que engrana en una rueda 46 de corona constrenida de manera solida a la plataforma 43.
Seis estaciones de rellenado 5 estan fijadas en posiciones equidistantes sobre la plataforma 43.
Cada estacion de rellenado comprende un plano de apoyo 51 inferior para una bolsa, constituido por dos puertas 511 y 512 (figuras 13 y 14) que pueden estar dispuestas (figura 13) coplanariamente, o pueden girar simetricamente en una direccion descendente (figura 14).
Cada puerta esta acoplada a un rodillo 52, 520 en cuyo eje esta enchavetada una manivela 53, 530, a la cabeza del doble vastago de un grupo de piston-cilindro 54. El conjunto esta soportado por un bastidor 55, que esta suspendido por medio de unos soportes 56 por debajo de la plataforma giratoria 43 (figura 6).
Unas pinzas 57 estan situadas en un lado del plano inferior (figuras 15, 16) en la linea de contacto entre los planos, en la posicion ocupada por la boca 21 de la bolsa, para cargar la boca una vez que unas pinzas 32 la ponen en posicion, debajo de la camara esteril.
Las pinzas 57 exhiben las mismas caracteristicas que las pinzas 32.
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Las pinzas 57, activadas por el grupo de piston-cilindro 58 soportado por el bastidor 55, se mueven verticalmente para colocar la boca en la camara esteril.
Una almohadilla 59 se encuentra por debajo del plano 51 de soporte, activando el piston-cilindro 591 la almohadilla 59 para que se eleve por encima del plano de apoyo a traves de una abertura en el mismo, (figuras 15,16).
La almohadilla 59 se eleva, una vez que se ha rellenado la bolsa, entrando en contacto con la boca, para cerrar la misma y evitar que aire ligeramente presurizado de la camara esteril se introduzca en la bolsa, inflandola antes de que volver a colocar la tapa extraible en la boca.
Por cada plano de apoyo 51 la plataforma giratoria soporta un grupo de rellenado 5 (figuras 7 a 12) situado de forma sobresaliente con respecto a la plataforma.
Cada grupo 5 esta soportado por un soporte 7, que comprende una primera placa vertical 71 provista de un par de soportes 72 que sobresalen horizontalmente.
Los soportes soportan la camara esteril 74 en una posicion ajustable en altura. La camara soporta, a cada lado, una escotilla 741 de inspeccion, asi como una abertura 742 en la pared inferior, a traves del cual entra la boca con los respectivos organos de movimiento (figuras 9, 12).
En el lado orientado hacia el exterior de la plataforma, el plano vertical 71 comprende un primer par de guias 75 (figura 7) sobre las que una primera placa 76 se desliza verticalmente, derivando desde la primera placa 76 un primer soporte 77, que soporta el extremo del dispositivo 78 de dosificacion (figuras 11, 12) que suministra el liquido. Este dispositivo comprende (figura 12) un cuerpo cilindrico 781 que encaja de forma deslizante en la camara esteril 74, por medio de un acoplamiento sellado 79.
El extremo inferior del dispositivo 78 de dosificacion presenta un orificio axial que esta cerrado por un obturador 80.
El obturador 80 esta soportado por un vastago 81, que sobresale superiormente desde el dosificador, en el que esta soportado por un soporte 85.
El soporte 85 deriva de una segunda placa 83, paralela a la primera placa 76 y deslizable sobre unas guias verticales 84 presentes en la primera placa.
El deslizamiento de la primera placa 76 con respecto a las guias 75 se efectua a traves de un medio no descrito en detalle, ya que resulta de tipo usual.
Del mismo modo, el deslizamiento de la segunda placa 83 con respecto a las guias 84 se efectua a traves de un medio no descrito en detalle, ya que resulta de tipo usual.
El dispositivo 78 de dosificacion comprende un orificio 780 de entrada (figura 12) que esta conectado por un tubo a un distribuidor de articulacion giratoria, que recibe el liquido desde un deposito adecuado que sirve a los seis dispositivos especiales de rellenado.
La articulacion y el deposito no se ilustran, ya que son de tipo conocido.
El medio para retirar la tapa de la boca y desplazarla lateralmente esta situado internamente de la camara esteril; una vez que se ha completado el relleno, el medio efectua la operacion inversa.
Este medio se ilustra en las figuras 7 a 10.
La placa fija 71 soporta lateralmente y de forma sobresaliente una placa vertical 710 radial, sobre la que se desliza verticalmente una placa 711 activada de manera conocida por el motor 70.
La placa 711 comprende un soporte horizontal 712 que soporta un cuerpo tubular 713 en el que se inserta un eje 714.
El cuerpo tubular 713 se inserta desde arriba en la camara esteril 74 subyacente, a traves de una camisa 715 de guia y sellado, que esta fijada a la pared superior de la camara esteril 74.
Una brida horizontal 717 deriva de la base del cuerpo tubular 713, que funciona como un soporte para las dos garras de las pinzas 82, que son identicas a las pinzas 32.
En la base, el eje 714 soporta una placa a cuyas cabezas estan adheridas dos bielas 716, activando dichas bielas 716 las garras en respuesta a las rotaciones del eje. El cuerpo tubular 713 se ve sometido a rotacion sobre su eje, y con este fin comprende una manivela superior 7130 que esta conectada, a traves de una biela 7131, a un
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servomotor 7132 situado detras de la placa 710.
De manera similar, el eje 714 esta sometido a rotacion sobre su eje, y con este fin comprende una manivela superior 7140 que esta conectada por una biela 7141 a un servomotor 7142, situado detras de la placa 710.
El carrusel 4 se acciona en un movimiento giratorio continuo, y se suministran bolsas vadas de manera sincronizada sobre los planos de apoyo 51.
Cuando un plano de apoyo 51 ha recibido la bolsa vacia desde el brazo 31, las pinzas 32 se abren y se libera la bolsa sobre el plano de apoyo.
Durante la rotacion del plano de apoyo, se llevan a cabo las siguientes actividades.
Las pinzas 57 elevan la boca de rellenado dentro de la camara esteril, a traves de la abertura inferior 72 de la misma.
En esta posicion, el dispositivo de extraccion de tapas gira 90° y las pinzas 82 se cierran, para agarrar la tapa.
Esto se logra mediante la accion coordinada de los actuadores 7132 y 7142.
Gracias al desplazamiento hacia arriba de la placa 711, se elevan juntos el cuerpo tubular 713 y el eje 714, y de esta manera se desmonta la tapa de la boca.
Posteriormente, el cuerpo tubular 713 y el eje 714 giran en sincronia, aun accionados por los servomotores, y situan las pinzas 82 al lado de la boca, con la tapa agarrada. Cuando se ha retirado la tapa y se ha colocado a un lado, se desciende el dispositivo 78 de dosificacion soportado por el soporte 77.
Esto se produce debido a la traslacion de la placa 76 en una direccion descendente.
El dispositivo de dosificacion se apoya de manera hermetica sobre la boca, y gracias a la traslacion vertical de la placa 83 en relacion con la placa 76, el obturador 80, suspendido por el vastago 81 de la plataforma 82 que esta constrenida de manera solida a la placa 83, abre el orificio inferior del dispositivo de dosificacion y permite el descenso del material al interior de la bolsa, que se llena. Cuando se ha completado el relleno, la almohadilla 59 se eleva desde el plano de apoyo de la bolsa, y empuja la aleta inferior de la bolsa contra la boca, sellando temporalmente la bolsa contra la entrada no deseada por la boca de gases de sobrepresion, que puedan estar presentes en la camara esteril.
Tras las actividades descritas en la camara esteril, se ha completado la ruta alrededor del carrusel, hacia arriba, hasta la posicion de descarga de la bolsa.
En esta posicion, se activan en direccion opuesta los dispositivos anteriormente descritos, y cuando la estacion de rellenado esta en la posicion de descarga, las pinzas 57 descienden y el plano de apoyo 51 se abre y libera la bolsa sobre la cinta, que retira la bolsa llena.
Debe comprenderse que la invencion no esta limitada al ejemplo descrito anteriormente, y que se pueden hacer variaciones y mejoras sin abandonar el ambito de proteccion de las reivindicaciones que siguen.
Claims (12)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Una maquina de rellenado aseptica de bolsas de tipo sobre, provistas de una boca de rellenado (21) cerrada por una tapa extrafole situada a un lado del sobre, que comprende un medio de suministro (1) de bolsas vadas, un medio para retirar las bolsas cuando estan llenas,un dispositivo de carrusel (4) equipado con una plataforma giratoria (43) que tiene un movimiento continuo, sobre la que se encuentran al menos dos estaciones de rellenado (5), siendo dichas estaciones de rellenado circunferencialmente equidistantes y comprendiendo cada una un plano de apoyo (51) para la bolsa, y un grupo de rellenado (6); un dispositivo de alimentacion y posicionamiento (3) de la bolsa vacia en una primera estacion de rellenado; y un dispositivo para descargar bolsas llenas de la estacion de rellenado, situado inmediatamente aguas arriba de la primera estacion; caracterizada por que cada grupo de rellenado comprende una camara esteril (74);un medio para elevar la boca de la bolsa vacia tendida sobre el plano de apoyo, dentro de la camara esteril; un medio para colocar la camara en ligera sobrepresion;un medio para retirar la tapa de la boca y posicionarla a un lado de la boca, y viceversa, estando situado dicho medio de retirada en el interior de dicha camara esteril; y un dispositivo dispensador-dosificador (78) que puede deslizarse verticalmente en la camara esteril y es adecuado para acoplarse a la boca.
- 2. La maquina de la reivindicacion 1, caracterizada por que el dispositivo de alimentacion y posicionamiento de bolsas comprende unas pinzas (32) situadas en un extremo de una palanca horizontal (31), que se mueve entre una primera posicion en la que las pinzas se superponen a la boca de una bolsa que sale de una linea de suministro, y una segunda posicion en la que las pinzas situan la boca en una posicion correcta sobre el plano de apoyo de la estacion.
- 3. La maquina de la reivindicacion 2, caracterizada por que las pinzas comprenden dos garras que estan dispuestas desplegadas a 180 ° cuando las pinzas estan abiertas.
- 4. La maquina de la reivindicacion 1, caracterizada por que una almohadilla (59) esta presente debajo del plano de apoyo, activada por un grupo de piston-cilindro de manera que se eleve por encima del plano de apoyo a traves de una abertura en el mismo, entrando en contacto con la boca, para cerrar la boca al empujarla contra el lado inferior de la bolsa con el fin de evitar que el aire ligeramente presurizado de la camara esteril entre en la bolsa y la infle antes de volver a colocar la tapa extraible en la boca.
- 5. La maquina de la reivindicacion 1, caracterizada por que cada estacion de rellenado comprende un plano de apoyo (51) inferior para la bolsa, constituido por dos puertas (511, 512) que pueden disponerse de forma coplanaria o pueden girar simetricamente en una direccion descendente, a fin de liberar la bolsa de manera que caiga.
- 6. La maquina de la reivindicacion 5, caracterizada por que cada puerta esta acoplada a un rodillo (52, 520) sobre cuyo eje esta enchavetada una manivela (53, 530), estando dicha manivela a la cabeza de un vastago de un unico grupo de piston-cilindro (54) que imprime un movimiento simetrico a las puertas.
- 7. La maquina de la reivindicacion 1, caracterizada por que el medio para elevar la boca de la bolsa vacia en el interior de la camara esteril comprende unas pinzas (57) que se mueven verticalmente por la accion de un grupo de piston-cilindro situado a un lado del plano de apoyo y soportado por el mismo.
- 8. La maquina de la reivindicacion 1, caracterizada por que el medio para retirar la tapa de la boca y para colocar la tapa a un lado de la boca, y viceversa, comprende una placa vertical radial (710) que esta constrenida solidamente al carrusel, sobre la que una placa (711) se desliza verticalmente, comprendiendo la placa un soporte horizontal (712) que soporta de forma giratoria un cuerpo tubular (713) en el que se inserta un eje coaxial (714), proporcionandose un medio adecuado para mover verticalmente la placa, estando insertado el cuerpo tubular en la camara esteril subyacente, estando articuladas las garras de las pinzas (82) entre los extremos del cuerpo tubular y el eje, y proporcionandose un medio para hacer girar, de forma coordinada e independiente, el cuerpo tubular y el eje sobre su eje, para abrir y cerrar las pinzas y girar el cuerpo tubular y el eje por lo menos 90°.
- 9. La maquina de la reivindicacion 1, caracterizada por que el dispositivo dispensador-dosificador adecuado para acoplarse a la boca comprende un cuerpo cilmdrico (781), que es deslizable verticalmente y se inserta en la camara esteril a traves de una junta sellada (79),presentando el extremo inferior del dosificador un agujero axial que esta cerrado por un obturador coaxial (80) con un cuerpo cilmdrico.
- 10. La maquina de la reivindicacion 9, caracterizada por que el cuerpo cilmdrico esta soportado por un soporte (77) a la cabeza de una primera placa (76) que es movil verticalmente con respecto al carrusel.
- 11. La maquina de la reivindicacion 10, caracterizada por que el obturador esta soportado por un soporte (85), a la cabeza de una segunda placa (83) que es movil verticalmente con respecto a la primera placa.
- 12. La maquina de la reivindicacion 1, caracterizada por que el plano de soporte de la bolsa esta constituido por dos puertas (511, 512), que pueden disponerse de forma coplanaria o pueden girar simetricamente hacia abajo, estando acoplada cada puerta a un rodillo (52, 520) sobre cuyo eje esta enchavetada una manivela (53, 530), estando dicha manivela a la cabeza del vastago de un unico grupo de piston-cilindro.5
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