ES2709449T3

ES2709449T3 - Dispositivo para cambiar la forma de chorro de productos fluidos

Info

Publication number: ES2709449T3
Application number: ES15710742T
Authority: ES
Inventors: Richard Heuser; Christian Rabe
Original assignee: SIG Technology AG
Current assignee: SIG Services AG
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2019-04-16
Anticipated expiration: 2035-03-11
Also published as: CN106163929A; TR201901342T4; MX2016012263A; US20170015452A1; WO2015150032A1; DE102014104480A1; CN106163929B; RU2016138770A; AU2015239989A1; JP2017510519A; EP3126246B1; PL3126246T3; EP3126246A1; RU2016138770A3; US10562655B2

Abstract

Dispositivo (14) para cambiar la forma de chorro de productos fluidos, en particular de productos alimenticios, que comprende: - una zona de entrada (16) para la entrada de los productos fluidos, - una zona de salida (17) para la salida de los productos fluidos, y - varios canales (18) para la conducción de los productos fluidos, - presentando cada canal (18) al menos un acceso (19) asignado a la zona de entrada (16) y al menos un escape (17) asignado a la zona de salida (20), - estando curvado al menos uno de los canales (18), al menos por tramos, y - caracterizado por que las superficies de pared de los canales (18) están realizadas en una pieza, y por que - el dispositivo presenta una carcasa realizada en una pieza (15), en la que están dispuestos los canales (18) y que se ha fabricado mediante un procedimiento generativo de fabricación o por que - el dispositivo presenta una carcasa de varias partes (15', 15"), estando realizada en una pieza aquella parte de la carcasa (15") en la que están dispuestos los canales curvados (18) y estando fabricada la misma mediante un procedimiento generativo de fabricación.

Description

DESCRIPCION

Dispositivo para cambiar la forma de chorro de productos fluidos

La invencion se refiere a un dispositivo para cambiar la forma de chorro de productos fluidos, en particular de productos alimenticios, que comprende una zona de entrada para la entrada de los productos fluidos, una zona de salida para la salida de los productos fluidos, y varios canales para la conduccion de los productos fluidos, presentando cada canal al menos un acceso asignado a la zona de entrada y al menos un escape asignado a la zona de salida.

La invencion se refiere ademas al uso de un dispositivo de este tipo para el envasado de productos alimenticios, en particular para el envasado aseptico de productos alimenticios.

La invencion se refiere finalmente a un procedimiento para la fabricacion de un dispositivo de este tipo.

En el campo de la tecnica del envasado se conocen numerosas posibilidades para llenar productos fluidos en los envases previstos para ello. En el caso de los productos fluidos puede tratarse, por ejemplo, de productos alimenticios tales como por ejemplo leche, zumo de frutas, salsas o yogur. Como envases pueden utilizarse, por ejemplo, envases compuestos con capas de carton y plastico.

Una etapa importante en el llenado de los envases es llenar los productos fluidos lo mas rapidamente posible en los envases, para poder alcanzar unos tiempos de ciclo cortos y por consiguiente una fabricacion en gran escala. Sin embargo, a pesar de la alta velocidad de la corriente, el llenado debe tener lugar en su mayor parte sin salpicaduras ni formacion de espuma, para poder cumplir con los requisitos higienicos y evitar impurezas en el envase o la maquina envasadora.

Hay requisitos higienicos especialmente estrictos en el caso de productos alimenticios, que se envasan en condiciones esteriles, es decir libres de germenes.

Solo pueden cumplirse los requisitos estrictos si la operacion de envasado se adapta a factores individuales, tales como por ejemplo las propiedades del producto que debe envasarse y el volumen, as! como la forma del envase. La adaptacion comprende por regla general un ajuste del caudal y de la velocidad de flujo. Ademas, a menudo tambien se adapta la boquilla de llenado al producto que debe envasarse y al envase y dado el caso se cambia, puesto que la boquilla de llenado determina de manera decisiva la forma y el perfil de velocidad del chorro de llenado. Ademas, la boquilla de llenado es responsable de un llenado libre de gotas. Para ello, la corriente volumetrica se divide antes de la salida de la boquilla de llenado a menudo en varias corrientes parciales, que pueden conducirse por canales individuales. Esto tiene la ventaja de que el producto que debe envasarse entra en contacto con una superficie de pared mayor, con lo que en el caso de interrumpir el envasado la cantidad residual del producto que debe envasarse se mantiene de manera segura en los canales y no gotea de manera incontrolada sobre el envase o la maquina envasadora ("efecto capilar").

En el campo de la tecnica sanitaria se conocen numerosos dispositivos para cambiar la forma de chorros de agua. Los dispositivos de este tipo se conocen tambien por el nombre “regulador de chorro” y se montan habitualmente en la salida de agua de un grifo de agua. Los reguladores de chorro conocidos presentan en muchos casos varias rejillas de alambre dispuestas una tras otra, que se denominan tambien “tamices”. Ademas, muchos reguladores de chorro presentan varias piezas insertadas perforadas dispuestas una tras otra, por ejemplo, chapas perforadas. El agua se conduce por los tamices y las piezas insertadas para influir en las propiedades del chorro de agua. Los reguladores de chorro de este tipo del campo de la tecnica sanitaria estan descritos por ejemplo en los documentos DE 3000799 A1 o WO 01/94707 A1.

No obstante, por regla general, las soluciones del campo de la tecnica sanitaria no pueden aplicarse al campo de la tecnica de productos alimenticios. Esto se debe en primer lugar al hecho de que todas las soluciones conocidas por el campo de la tecnica sanitaria estan dirigidas a agua como medio fluido. Sin embargo, los productos alimenticios, como leche o zumo de frutas, tienen otra viscosidad que el agua y presentan dado el caso incluso ingredientes en forma de trocitos, como pulpa de fruta. Otra diferencia esta en que los reguladores de chorro del campo de la tecnica sanitaria estan configurados en vista de los requisitos de consumidores finales y deben influir en particular tambien en propiedades de chorros de agua que se valoran de forma puramente subjetiva (ruido de la corriente, sensacion del chorro de agua, etc.). Ademas, el agua que ha salido se consume inmediatamente, de modo que es tolerable una carga pequena de microrganismos para el cuerpo humano. Cuando el producto alimenticio debe almacenarse, no obstante, durante un tiempo mas largo de varios dlas, semanas o incluso meses y posiblemente sin refrigeracion, no bastan los requisitos higienicos que se exigen de los reguladores de chorro conocidos por la tecnica sanitaria. Por lo tanto, los reguladores de chorro del campo de la tecnica sanitaria en la mayorla de los casos no son adecuados para el envasado de productos alimenticios.

Tambien se conocen dispositivos para cambiar la forma de chorro de productos fluidos del campo del envasado de productos alimenticios. Por el documento DE 26 01 421 B1 se conoce por ejemplo una boquilla de un surtidor de leche. La boquilla comprende un trozo de tubo circular, en cuyo borde inferior esta previsto un collar. En el collar esta dispuesta una placa perforada, en la que descansa un disco de una espuma de poros abiertos. La espuma presenta una superficie especialmente grande y hace que la leche que debe envasarse no siga goteando en caso de una interrupcion del envasado. Una tobera comparable con una pared lateral de un material poroso se conoce por el documento US 3,698,452 A.

El uso de materiales porosos como espuma tiene la ventaja de una superficie de contacto muy grande entre el llquido que debe envasarse y la espuma.

Gracias a la superficie de contacto grande se impide una formation de gotas no deseada por el efecto capilar. No obstante, el uso de espumas tambien tiene inconvenientes. En primer lugar, es diflcil limpiar las espumas, de modo que los requisitos higienicos solo pueden cumplirse si los discos de espuma se cambian constantemente. Tambien el uso de rejillas de alambre o tamices es problematico desde el punto de vista higienico, puesto que presentan numerosos puntos diflciles de limpiar. Ademas, las espumas, rejillas o los tamices no presentan una geometrla definida, de modo que no parece posible influir de forma selectiva en la direction de la corriente y/o en la velocidad de la corriente de diferentes corrientes parciales.

Otra boquilla de llenado para el envasado de productos alimenticios se conoce por ejemplo por el documento EP 2 078678 A1. Para dividir la corriente volumetrica, la boquilla de llenado mostrada en el mismo presenta una placa recambiable con numerosos agujeros. Los agujeros estan conformados cillndricamente y discurren en paralelo entre si, para generar con la placa un chorro de llenado especialmente recto ("flow straightening plate"). Mientras que los accesos de los agujeros se encuentran en un plano, los escapes de los agujeros estan dispuestos sobre una superficie curvada, de modo que, vistos en la direccion de la corriente, los agujeros tienen una longitud diferente. Mediante la variation de la longitud de los agujeros pretende influirse en la velocidad de la corriente. En particular, se pretende ralentizar intensamente la velocidad de la corriente en el centro del chorro de llenado mediante agujeros mas largos y la mayor friction que va unida a ello que en las zonas de borde del chorro de llenado.

La boquilla de llenado conocida por el documento EP 2 078 678 A1 tiene varios inconvenientes. En primer lugar, debido a la construction en dos piezas, la placa debe estanqueizarse con respecto al cuerpo de la boquilla de llenado. En el intersticio que debe estanqueizarse entre la placa y el cuerpo pueden depositarse restos de producto, lo que es problematico desde el punto de vista higienico. Otro inconveniente radica en la diferente longitud de los agujeros, puesto que una zona de salida curvada de la placa conduce a que las corrientes parciales del producto que debe envasarse se desprendan en diferentes momentos del lado inferior de la placa y ademas se expongan a diferentes alturas de calda hasta el fondo del envase. Aquellas corrientes parciales, que son conducidas por agujeros mas cortos y se desprenden antes del lado inferior de la placa, se exponen antes a una aceleracion de la gravedad que aquellas corrientes parciales, que se encuentran en ese momento todavla en los agujeros mas largos. Debido a las diferentes alturas de calda de las corrientes parciales, estas se aceleran en caso de calda libre tambien durante una duration diferente y alcanzan un aumento de la velocidad de diferente magnitud. Esto tiene como consecuencia que el perfil de velocidad ajustado en el lado inferior de la placa se varla de nuevo en el caso de calda libre. Por tanto, el perfil de velocidad decisivo para la formacion de salpicaduras durante el impacto del chorro de llenado contra el fondo del envase puede ajustarse solo de manera muy imprecisa con la solution propuesta.

Por el documento WO 01/80662 A1 se conoce un procedimiento para la extrusion de helado y el dispositivo para ello. Una valvula para el envasado de llquidos en envases se conoce por el documento WO 95/26906 A1.

Por tanto, la invention se basa en el objetivo de configurar y perfeccionar el dispositivo mencionado al principio y descrito mas detalladamente anteriormente, de tal manera que la forma y el perfil de velocidad del chorro de llenado puedan ajustarse de manera sencilla y cuidadosa.

Este objetivo se alcanza con un dispositivo de acuerdo con la revindication 1.

El dispositivo de acuerdo con la invencion se caracteriza en primer lugar por una zona de entrada para la entrada de los productos fluidos, as! como por una zona de salida para la salida de los productos fluidos. Entre la zona de entrada y la zona de salida estan dispuestos varios canales para la conduction de los productos fluidos. Cada uno de los canales presenta al menos un acceso, que esta asignado a la zona de entrada. Ademas, cada uno de los canales presenta al menos un escape, que esta asignado a la zona de salida. Con preferencia, cada uno de los canales presenta exactamente un acceso, que esta asignado a la zona de entrada, y presenta ademas exactamente un escape, que esta asignado a la zona de salida. Como alternativa, una rama de un canal tambien puede dividirse en dos o mas ramas, de modo que, aunque este canal solo presenta un acceso, presenta en cambio dos o mas escapes. Tambien pueden unirse dos o mas ramas formando una rama, de modo que este canal presenta varios accesos y en cambio solo un escape. Por lo tanto, los canales pueden presentar ramificaciones.

Los canales pueden estar divididos en un canal central y en uno o varios canales excentricos. Por canal central se entiende un canal que cruza al menos por tramos el eje central del dispositivo, aunque en particular esta dispuesto a lo largo de toda la longitud en el eje central del dispositivo. Por canal excentrico se entiende por el contrario un canal que no cruza el eje central del dispositivo en ningun punto. Segun los requisitos del producto que debe envasarse, los canales pueden presentar superficies de seccion transversal circular, ovalada o poligonal.

Estando curvado de acuerdo con la invencion al menos uno de los canales al menos por trabos, la direccion de corriente de la corriente parcial que fluye por este canal puede cambiarse de forma especialmente sencilla. Ademas, la corriente parcial puede desviarse mediante un canal curvado de forma especialmente uniforme y, por lo tanto, de forma cuidadosa para el producto de una direccion vertical a una direccion inclinada respecto al eje central. El canal curvado por tramos puede ser el canal central y/o uno o varios de los canales excentricos. Por curvatura se enciende, de acuerdo con la interpretacion matematica, la desviacion de una curva/superficie de una recta/un plano. El borde de un clrculo esta por ejemplo curvado, por lo que el grado de una curvatura se denomina tambien “radio de curvatura”. (curvatura fuerte = radio de curvatura pequeno y viceversa). Una curvatura ha de distinguirse de una inclinacion. Cuando la extension de un canal se describe como funcion matematica, la primera derivation representa su inclinacion y la segunda derivacion representa su curvatura. Una funcion matematica esta “curvada” por lo tanto en las zonas en las que su segunda derivacion es desigual a cero. La curvatura de los canales puede ser constante (como en un clrculo o en una espiral) o puede variar (como en un ovalo). La curvatura puede estar orientada hacia el interior, es decir, hacia el eje central, o hacia el exterior. Como alternativa a ello, la curvatura puede resultar por una configuration en forma de espiral de los canales, de modo que el o los canales se extienden con uno o varios pasos en forma de helice de la zona de entrada a la zona de salida. El signo de la curvatura puede mantenerse igual o cambiar (de “curva a la izquierda” a “curva a la derecha”). El dispositivo puede estar hecho de metal, en particular de acero fino, plastico, en particular de PEEK (polieteretercetona) o de ceramica.

Segun una variante de la invencion esta previsto que todos los canales excentricos esten curvados al menos por tramos. Las ventajas de un canal curvado son especialmente grandes cuando no estan curvados solo algunos canales excentricos, sino todos, al menos por tramos. En caso de que tambien haya un canal central, tambien este canal puede estar curvado al menos por tramos, de modo que todos los canales estan curvados al menos por tramos.

Otra ensenanza de la invencion preve que al menos uno de los canales esta curvado de forma continua. Por curvatura continua se entiende una curvatura que se extiende a lo largo de toda la longitud del canal, es decir, de su acceso o sus accesos hasta su escape o sus escapes. Gracias a aprovecharse toda la longitud de los canales, puede ser menor el grado o radio de curvatura necesario para conseguir un cambio deseado de la direccion de la corriente. Esto tiene la ventaja de una desviacion especialmente cuidadosa de la corriente. El canal que esta curvado de forma continua puede ser el canal central y/o uno o varios de los canales excentricos.

Segun una configuracion de la invencion esta previsto que todos los canales excentricos esten curvados de forma continua. Las ventajas de un canal curvado de forma continua son especialmente grandes cuando no solo algunos canales excentricos estan curvados de forma continua sino todos ellos. En caso de haber tambien un canal central, tambien este canal puede estar curvado de forma continua, de modo que todos los canales estan curvados de forma continua.

De acuerdo con la invencion esta previsto ademas que las superficies de pared de los canales esten realizadas en una pieza. Gracias a una realization de las superficies de pared en una pieza pueden conseguirse superficies de pared en particular continuas, lisas. Esto tiene la ventaja de una resistencia reducida al flujo. Ademas, los canales con superficies de pared lisas pueden limpiarse de forma especialmente sencilla y eficaz, de modo que tambien pueden cumplirse requisitos higienicos estrictos. Los canales con superficies de pared en una pieza tienen por lo tanto varias ventajas en comparacion con superficies de pared con una superficie geometricamente no definida (p.ej. materiales espumados) o en comparacion con superficies de pared de varias piezas con cantos y saltos (p.ej. varias placas perforadas dispuestas una tras otra). En el caso de canales que se dividen o se unen, las superficies de pared con preferencia tambien estan realizadas en una pieza en las zonas de las ramificaciones. Una realizacion en una pieza de las superficies de pared de los canales puede conseguirse por ejemplo porque el dispositivo esta realizado en una pieza en la zona de los canales o en conjunto. Esto puede realizarse por ejemplo mediante procedimientos generativos de fabrication.

Segun una de dos alternativas de acuerdo con la invencion, el dispositivo presenta una carcasa de varias partes. Gracias a la estructura de varias partes, pueden usarse y combinarse diferentes procedimientos de fabricacion, lo que permite una fabricacion especialmente economica. Puede realizarse por ejemplo aquella parte de la carcasa en la que estan dispuestos los canales curvados, mediante un procedimiento generativo de fabricacion (p.ej. fusion por laser), mientras que las demas partes de la carcasa se fabrican mediante procedimientos convencionales de fabricacion (p.ej. procedimientos de fundicion). Otra reduction de los costes de fabricacion puede conseguirse adaptandose tambien los materiales usados a los requisitos (mlnimos) de los diferentes procedimientos de fabricacion.

Una variante de la invencion preve que los accesos y/o los escapes de los canales esten dispuestos en un plano. La disposition de los accesos en un plano tiene la ventaja de que todos los accesos pueden estanqueizarse al mismo tiempo mediante un elemento de estanqueidad de una forma especialmente sencilla, en particular plana. La disposicion de los escapes en un plano tiene ademas de una limpieza sencilla la ventaja de que todas las corrientes parciales se desprenden al mismo tiempo del lado inferior del dispositivo, por lo que estan expuestos el mismo tiempo a la aceleracion de la gravedad. El plano en el que estan dispuestos los accesos de los canales es con preferencia paralelo al plano en el que estan dispuestos los escapes de los canales. Al menos en el caso de canales curvados de la misma manera, esto tiene la ventaja de que los canales tienen la misma longitud, siendo por lo tanto la ralentizacion por la friccion de las corrientes parciales en todos los canales aproximadamente la misma. Como alternativa a ello, el plano en el que estan dispuestos los escapes de los canales puede estar inclinado respecto al plano en el que estan dispuestos los accesos de los canales. De este modo, en combinacion con canales curvados de forma correspondiente puede conseguirse una orientacion lateral fuerte del chorro de llenado.

De acuerdo con una variante de la invencion esta previsto que el numero de los canales sea al menos de 5 y que este situado en particular en el intervalo de 10 a 100. La corriente total debe dividirse segun esta configuracion en un numero especialmente elevado de corrientes parciales. Esto tiene la ventaja de que puede ajustarse individualmente la velocidad y la direccion de esta corriente parcial para cada corriente parcial, de modo que tambien pueden conseguirse formas y perfiles de velocidad complejos del chorro de llenado. Ademas, un numero elevado de canales conduce a una mayor superficie de contacto entre la corriente y el canal, lo que reduce el peligro de goteo en caso de una interrupcion del llenado por el efecto capilar.

Una configuracion de la invencion se caracteriza por que la suma de los accesos de un canal forma una primera superficie de seccion transversal y la suma de los escapes de un canal forma una segunda superficie de seccion transversal y por que la segunda superficie de seccion transversal de al menos un canal es mayor que la primera superficie de seccion transversal de este canal. La segunda superficie de seccion transversal de cada canal es con preferencia mayor que la primera superficie de seccion transversal de este canal. Dicho de otro modo, la superficie de seccion transversal de los canales aumenta en la direccion de la corriente, es decir, del acceso o de los accesos en direccion al escape o a los escapes. El aumento de la superficie de seccion transversal puede tener lugar de manera uniforme y constante o de forma monotona. Como alternativa, el tamano de la superficie de seccion transversal tambien puede reducirse en primer lugar, para aumentar a continuacion mas alla del tamano de partida. Una geometrla compleja de este tipo puede conseguirse por ejemplo mediante procedimientos generativos de fabricacion. Segun las leyes de la mecanica de corriente, en particular la ley de Bernoulli, un aumento de la superficie de seccion transversal conduce a una disminucion proporcional de la velocidad de la corriente. La configuracion descrita de los canales conduce por consiguiente a una ralentizacion de la corriente parcial que fluye en el canal. El cociente de la primera superficie de seccion transversal y de la segunda superficie de seccion transversal es por lo tanto siempre inferior a uno y representa una medida para el grado de ralentizacion. Por consiguiente, este cociente tambien puede denominarse “factor de ralentizacion”; su valor inverso puede denominarse por el contrario “factor de aceleracion”.

El cociente de la suma de las primeras superficies de seccion transversal de todos los canales y de la suma de las segundas superficies de seccion transversal de todos los canales puede estar situado en el intervalo entre 0,35 y 0,75. Esto significa que toda la superficie de seccion transversal en el acceso de los canales asciende a solo aproximadamente del 35 % al 75 % de toda la superficie de seccion transversal en el escape de los canales. Por lo tanto, tiene lugar un claro aumento de toda la superficie de seccion transversal en la direccion de la corriente y, por consiguiente, una ralentizacion de toda la corriente.

De forma alternativa o adicional, el cociente de la primera superficie de seccion transversal y de la segunda superficie de seccion transversal en cada canal puede estar situado en el intervalo entre 0,35 y 0,75. Esto significa que no solo la suma de las superficies de seccion transversal, sino la superficie de seccion transversal en el acceso o en los accesos de cada canal individual asciende a solo aproximadamente del 35 % al 75 % de la superficie de seccion transversal en el escape o en los escapes de este canal. Por lo tanto, cada canal individual debe contribuir a un aumento claro de la superficie de seccion transversal y a la ralentizacion de la corriente que resulta de ello, que esta situado en el intervalo indicado. Puede estar previsto que el cociente de la primera superficie de seccion transversal y de la segunda superficie de seccion transversal, es decir, el factor de ralentizacion, sea identico en cada canal; como alternativa, los cocientes tambien pueden variar en dicho intervalo entre los canales, de modo que la ralentizacion de la corriente puede adaptarse individualmente para cada canal.

En otra configuracion de la invencion se propone que los ejes centrales de los canales excentricos esten dispuestos de forma inclinada un angulo de inclinacion con respecto al eje central del dispositivo. Por eje central de un canal se entiende una llnea de union entre el acceso o los accesos y el escape o los escapes del mismo canal; por la curvatura de los canales, esta llnea de union no debe extenderse forzosamente de forma continua en el interior del canal. Gracias a la inclinacion de los canales excentricos, las corrientes parciales en estos canales pueden obtener ademas de un impulso vertical tambien un impulso horizontal. Esto permite una configuracion especialmente variable de la forma del chorro de llenado. Visto en la direccion de la corriente, los canales afectados pueden estar inclinados hacia fuera o hacia dentro. Una inclinacion hacia fuera abre o divide el chorro de llenado y lo desvla lateralmente hacia las paredes del envase. De esta manera se llena el envase de manera especialmente cuidadosa y en su mayor parte sin formacion de espuma. Por el contrario, una inclinacion hacia dentro permite un chorro de llenado concentrado, especialmente en punta. El angulo de inclinacion puede estar situado en el intervalo entre 1° y 30°. El angulo de inclinacion es el angulo que se ajusta entre el eje central del dispositivo y el eje central del canal correspondiente. El intervalo indicado puede hacer referencia a su vez a una inclinacion hacia fuera o una inclinacion hacia dentro. En caso de una inclinacion hacia dentro, el angulo de inclinacion esta situado con preferencia entre 1 y 6° y en caso de una inclinacion hacia fuera entre 5° y 15°.

De acuerdo con una realizacion de la invencion esta previsto que al menos un canal presente al menos una ramificacion. Por ramificacion se entiende que una rama de un canal se divide en dos o mas ramas o que dos o mas ramas se unen para formar una rama. Tanto el canal central como los canales excentricos pueden presentar una o varias ramificaciones. En caso de un canal con ramificaciones existe el peligro de que las corrientes en las diferentes ramas del canal influyan unas en otras (principio de vasos comunicantes). En caso de un canal con varios escapes, esto puede conducir a una entrada por inercia del producto que debe envasarse o a un vaciado parcial del canal. No obstante, estando dispuesta la ramificacion a una altura definida, por ejemplo en el tercio inferior de la carcasa, puede conseguirse un vaciado parcial controlado del canal, que previene obstrucciones por partlculas en forma de trocitos. Gracias a las ramificaciones puede conseguirse ademas un ajuste sencillamente flexible de la forma y del perfil de velocidad del chorro de llenado.

El dispositivo descrito anteriormente puede usarse en todas las configuraciones representadas de manera especialmente buena para el envasado de productos alimenticios, en particular para el envasado aseptico de productos alimenticios. Los productos alimenticios pueden ser, por ejemplo, leche, zumo de frutas, salsas o yogur.

El objetivo descrito al principio tambien se consigue mediante un procedimiento para la fabricacion de un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, comprendiendo el procedimiento la siguiente etapa: a) fabricacion del dispositivo con los canales dispuestos en el mismo mediante un procedimiento generativo de fabricacion.

Los procedimientos generativos de fabricacion pertenecen segun la opinion mayoritaria a los “procedimientos de conformacion primaria (grupo principal 1 segun DIN 8580). No obstante, tambien hay similitudes con el procedimiento de fabricacion “recubrimiento” (grupo principal 5 segun DIN 8580). En los procedimientos generativos de fabricacion tiene lugar la fabricacion de componentes basados en materiales de partida sin formas (p.ej. llquidos, pastas o polvos) o de una forma neutral (cintas, alambres, palcas, laminas), que se conforman mediante procesos qulmicos y/o flsicos. Estos procesos pueden ser por ejemplo la fusion y solidification, el pegado mediante aglutinantes o polimerizacion. En comparacion con los procedimientos convencionales, los procedimientos generativos de fabricacion ofrecen ventajas considerables respecto a la configuration geometrica de los componentes. Mediante los procedimientos generativos de fabricacion pueden conseguirse por ejemplo destalonamientos y estructuras complejas en el interior de los componentes, que en los procedimientos convencionales de fabricacion solo pueden conseguirse con un gran esfuerzo o de ninguna manera. Otra ventaja esta en que se suprimen herramientas y moldes, como se necesitan por ejemplo en la colada. Si bien los procedimientos generativos de fabricacion requieren bastante tiempo, por lo que no son muy adecuados para una fabricacion en serie (los tiempos habituales de construction son de pocos cm3 por hora), permiten en cambio fabricar sin problemas piezas individuales o pequenas series de componentes, tambien en caso de una geometrla sumamente compleja. En la fabricacion del dispositivo anteriormente descrito, los procedimientos generativos de fabricacion destacan, en particular en la generation de la geometrla compleja de los canales curvados. En los dispositivos conocidos de este tipo, los canales se taladran habitualmente o se cortan mediante erosion por alambre; no obstante, estos procedimientos de fabricacion no permiten la configuracion curvada de los canales de acuerdo con la invencion. Con los procedimientos generativos de fabricacion pueden fabricarse componentes de metal o de plastico. Para el mecanizado de metales son recomendables los procedimientos de la sinterizacion o fusion descritos a continuation. Para el mecanizado de plasticos puede usarse por el contrario la llamada “impresion 3D”, en la que se usan procesos flsicos o qulmicos de fusion y endurecimiento para la configuracion del componente. Ha resultado ser especialmente adecuado para el uso en la industria de los productos alimenticios el plastico PEEK (polieteretercetona), gracias a su gran estabilidad, su resistencia a altas temperaturas y su gran resistencia a la abrasion.

Una realizacion del procedimiento preve que la etapa a) se realice mediante sinterizacion o fusion. En la sinterizacion o fusion, el material de partida, por ejemplo un polvo metalico, se aplica capa por capa y se funde. La energla necesaria para ello puede alimentarse mediante radiation, en particular radiation laser, radiation infrarroja o haces electronicos.

De acuerdo con una configuracion del procedimiento se propone que la etapa a) se realice mediante sinterizacion por laser o fusion por laser. En la sinterizacion por laser o en la fusion por laser, en particular en la fusion selectiva por laser (“selective laser melting” = SLM), el material de partida, por ejemplo un polvo metalico, se aplica capa por capa y se funde mediante un rayo laser. Gracias a este procedimiento pueden generarse geometrlas muy complejas.

Han resultado ser materiales adecuados las aleaciones basadas en nlquel (p.ej. Inconel 625, Inconel 718, Inconel HX), aleaciones para herramientas y de acero fino (p.ej. los numeros de material 1.2083, 1.2709, 1.4404, 1.2343), titanio puro o aleaciones de titanio (p.ej.: TiAl7Nb7, TiAl6V4), aleaciones de aluminio (p.ej. AlSi 12, AlSi10Mg, AlSi7Mg, AlSi9Cu3) o aleaciones de cobalto y cromo (p.ej. CoCr ASTM F75). La aleacion de acero fino 1.4404 especialmente adecuada tambien se conoce con el nombre X2CrNiMo17-12-2 (DIN EN 10 027-1). Como laser puede usarse por ejemplo un laser Nd:YAG (“laser de itrio-aluminio-granate dopado con neodimio”) con un diametro del rayo laser de 35 pm a 70 pm y una potencia de laser de al menos 160 W, en particular de al menos 200 W. Las capas aplicadas pueden presentar un espesor en el intervalo de 20 pm y 100 pm. La intensidad del rayo laser es con preferencia al menos de 5 x 1010 W/m2. Para el tiempo de exposicion del rayo laser han resultado ser adecuados valores de al menos 85 ps, en particular de al menos 130 ps.

A continuacion, la invention se explicara mas detalladamente con ayuda de un dibujo que representa solo un ejemplo de realization preferible. En el dibujo muestran:

La Figura 1a una boquilla de llenado conocida por el estado de la tecnica en una vista en corte transversal. La Figura 1b un detalle a escala ampliada de la placa de la boquilla de llenado de la Figura 1a en una vista en corte transversal.

La Figura 1c la placa de la boquilla de llenado de la Figura 1a a lo largo del plano de corte Ic-Ic dibujado en la Figura 1a.

La Figura 2 una primera configuration de un dispositivo de acuerdo con la invencion para cambiar la forma de chorro de productos fluidos.

La Figura 3 una segunda configuracion de un dispositivo de acuerdo con la invencion para cambiar la forma de chorro de productos fluidos.

La Figura 4 una tercera configuracion de un dispositivo de acuerdo con la invencion para cambiar la forma de chorro de productos fluidos.

La Figura 5 una cuarta configuracion de un dispositivo de acuerdo con la invencion para cambiar la forma de chorro de productos fluidos.

La Figura 6 una quinta configuracion de un dispositivo de acuerdo con la invencion para cambiar la forma de chorro de productos fluidos.

En la Figura 1 se representa una boquilla de llenado 1 conocida por el estado de la tecnica en una vista en corte transversal. La boquilla de llenado 1 comprende un cuerpo 2 y una placa 3 para conformar la corriente. La placa 3 puede utilizarse de manera intercambiable en el cuerpo 2, al colocar una brida circundante 4, que esta prevista en la placa 3, sobre un saliente 5, que esta previsto en el cuerpo 2. La placa 3 presenta varios agujeros 6, que permiten una corriente de productos fluidos a traves de la boquilla de llenado 1, lo que esta representado en la Figura 1a esquematicamente con flechas. Tras la salida de la boquilla de llenado 1, los productos fluidos forman un chorro 7, cuyo contorno exterior se muestra en la Figura 1. A traves del cuerpo 2 y la placa 3 discurre de manera centrada un eje central 8.

La Figura 1b muestra un detalle a escala ampliada de la placa 3 de la boquilla de llenado 1 de la Figura 1a en una vista en corte transversal. Las zonas de la placa 3 ya descritas en relation con la Figura 1a estan provistas en la Figura 1b de los mismos signos de referencia. La placa 3 presenta un lado superior 9 para la entrada de los productos fluidos y un lado inferior 10 para la salida de los productos fluidos. El lado superior 9 esta unido a traves de los agujeros 6 con el lado inferior 10. Cada uno de los agujeros 6 presenta un acceso 11 y un escape 12, estando asignados los accesos 11 de los agujeros 6 al lado superior 9 y estando asignados los escapes 12 de los agujeros 6 al lado inferior 10. En la placa 3 representada en la Figura 1b, todos los agujeros 6 discurren en paralelo con respecto al eje central 8 de la placa 3, por lo que no presentan ninguna inclination. Ademas, la superficie de section transversal de todos los agujeros 6 es identica y no cambia en la direction de la corriente, es decir desde el acceso 11 hasta el escape 12. El lado superior 9 esta formado por un plano, en el que se encuentran los accesos 11 de los agujeros 6. Por el contrario, el lado inferior 10 esta formado por una superficie curvada, en la que se encuentran los escapes 12 de los agujeros. El lado inferior 10 esta curvado de tal manera que aquellos agujeros 6, que se encuentran cerca del eje central 8, son mas largos que aquellos agujeros 6, que se encuentran en la zona de borde de la placa 3. En los bordes de los escapes 12 pueden estar previstos biseles circundantes 13.

En la Figura 1c se representa la placa 3 de la boquilla de llenado 1 de la Figura 1a a lo largo del plano de corte Ic-Ic dibujado en la Figura 1a, es decir visto desde el lado inferior. Tambien en la Figura 1c, las zonas descritas ya en relacion con la Figura 1a y la Figura 1b de la placa 3 estan provistas de los mismos signos de referencia. Por motivos de una mayor claridad, en la Figura 1c se prescindio de una representation del cuerpo 2. La Figura 1c aclara que un gran numero de agujeros 6 estan dispuestos estrechamente unos al lado de otros ocupando de este modo practicamente toda la superficie de la placa 3. La boquilla de llenado 1 representada en la Figura 1a, la Figura 1b y la Figura 1c corresponde en su mayor parte a la boquilla de llenado conocida por el documento EP 2078678 A1.

La Figura 2 muestra una primera configuracion de un dispositivo 14 de acuerdo con la invencion para cambiar la forma de chorro de productos fluidos en una vista en corte transversal. El dispositivo 14 presenta una carcasa realizada en una pieza 15, que comprende una zona de entrada 16 para la entrada de los productos fluidos y una zona de salida 17 para la salida de los productos fluidos. Entre la zona de entrada 16 y la zona de salida 17 estan dispuestos un gran numero de canales 18 para la conduccion de los productos fluidos en la carcasa 15. Los canales 18 presentan respectivamente un acceso 19 asignado a la zona de entrada 16 y un escape 20 asignado a la zona de salida 17. En el dispositivo 14 mostrado en la Figura 2, tanto la zona de entrada 16, y por consiguiente tambien los accesos 19, como la zona de salida 17, y por consiguiente tambien los escapes 20, estan dispuestos en un plano, encontrandose los dos planos paralelos entre si. Finalmente, el dispositivo 14 presenta en su lado superior una brida circundante 21, en la que estan realizadas varios taladros 22. A traves de los taladros 22 el dispositivo 14 puede conectarse, por ejemplo, con una maquina envasadora.

En la Figura 2 se representa ademas un vastago de valvula 23 con un elemento de estanqueidad 24. Si bien estos componentes no pertenecen al dispositivo 14, sirven para explicar su modo de funcionamiento. Para interrumpir la corriente representada esquematicamente con flechas en la Figura 2 que pasa por el dispositivo 14, se baja el vastago de valvula 23, de modo que el elemento de estanqueidad 24 presiona sobre la zona de entrada 16 y cierra los accesos 19 all! dispuestos de los canales 18. A traves del vastago de valvula 23, el elemento de estanqueidad 24 y el dispositivo 14 discurre de manera centrada un eje central 25

En el dispositivo 14 representado a modo de ejemplo en la Figura 2, los canales 18 pueden dividirse en un canal central 18' y en varios canales excentricos 18". El eje central del canal central 18' corresponde al eje central 25 del dispositivo; el canal central 18' discurre por tanto recto hacia abajo y queda dispuesto en la direccion perpendicular respecto a los dos planos de la zona de entrada 16 y de la zona de salida 17. Por el contrario, los ejes centrales de los canales excentricos 18", y por lo tanto tambien los canales excentricos 18” propiamente dichos, se extienden de forma curvada ademas de estar en parte inclinados. En el dispositivo 14 mostrado a modo de ejemplo en la Figura 2, todos los canales excentricos 18” estan curvados, extendiendose la curvatura solo a lo largo de una zona parcial de los canales 18”, a continuacion de la cual estan dispuestas zonas inclinadas, pero no curvadas.

Los canales 18 del dispositivo 14 representado a modo de ejemplo en la Figura 2 presentan una primera superficie de seccion transversal 26 y una segunda superficie de seccion transversal 27, midiendose la primera superficie de seccion transversal 26 en los accesos 19 y midiendose la segunda superficie de seccion transversal 27 en los escapes 20. Los canales 18 del dispositivo 14 mostrado en la Figura 2 se caracterizan por que la segunda superficie de seccion transversal 27 de cada canal 18 es mayor que la primera superficie de seccion transversal 26 de este canal 18. Esto se refiere tanto al canal central 18' como a los canales excentricos 18''. Con otras palabras, la superficie de seccion transversal de los canales 18 aumenta visto en la direccion de la corriente desde sus accesos 19 hasta sus escapes 20.

En la Figura 3 se representa una segunda configuracion de un dispositivo 14 de acuerdo con la invention para cambiar la forma de chorro de productos fluidos en una vista en corte transversal. Las zonas ya descritas en relation con la primera configuracion (Figura 2) del dispositivo 14 estan provistas en la Figura 3 de los mismos signos de referencia. La diferencia esencial entre la primera y la segunda configuracion del dispositivo 14 radica en que la carcasa 15 esta realizada en dos partes y comprende una parte de carcasa superior 15' y una parte de carcasa inferior 15”. Los canales 18 estan dispuestos en la parte de carcasa inferior 15”, que es intercambiable. Otra diferencia con respecto a la primera configuracion (Figura 2) del dispositivo esta en una curvatura formada de otra manera de los canales excentricos 18”. Algunos de los canales excentricos 18” estan curvados por ejemplo de forma continua, es decir, a lo largo de toda su longitud.

En la Figura 4 se representa una tercera configuracion de un dispositivo 14 de acuerdo con la invencion para cambiar la forma de chorro de productos fluidos en una vista en corte transversal. Las zonas ya descritas en relacion con la primera configuracion (Figura 2) y con la segunda configuracion (Figura 3) del dispositivo 14 estan provistas en la Figura 3 de los mismos signos de referencia. La diferencia esencial entre la tercera configuracion y las dos primeras configuraciones del dispositivo 14 radica en que en la tercera configuracion los canales excentricos 18” presentan ramificaciones.

El canal excentrico 28” representado en la Figura 4 al lado derecho del eje central 25 presenta solo un acceso 19 con una primera superficie de seccion transversal 26. En el transcurso de este canal 18” deriva en primer lugar una primera rama y a continuacion una segunda rama, de modo que este canal 18” se divide en ramas. Por consiguiente, el canal 18” representado al lado derecho del eje central 25 tambien presenta tres escapes 20, que forman juntos una segunda superficie de seccion transversal 27. El canal 18” representado en la Figura 4 al lado izquierdo del eje central 25 presenta en cambio tres accesos 19, que forman juntos una primera superficie de seccion transversal 26. En el transcurso de este canal 18” se unen tres ramas del canal 18” formando una sola rama. Por consiguiente, el canal 18” representado al lado izquierdo del eje central 25 tambien presenta solo un escape 20 con una segunda superficie de seccion transversal 27. A diferencia de lo que esta representado en la Figura 4, el canal central 18' tambien puede dividirse en varias ramas o puede formarse por la union de varias ramas. Como alternativa a ello tambien es posible suprimir el canal central 18'.

En la Figura 5 se representa una cuarta configuracion de un dispositivo 14 de acuerdo con la invencion para cambiar la forma de chorro de productos fluidos en una vista en corte transversal. Las zonas ya descritas en relacion con la primera configuracion (Figura 2), la segunda (Figura 3) y la tercera (Figura 4) del dispositivo 14 estan provistas en la Figura 5 de los mismos signos de referenda. La diferencia esencial entre la cuarta configuracion y las tres primeras configuraciones del dispositivo 14 radica en que en la cuarta configuracion el canal excentrico 18” presenta otra configuracion.

El canal excentrico 18” mostrado en la Figura 5 se extiende en forma de espiral alrededor del eje central 25 sin cruzarlo. Por lo tanto, el canal excentrico 18” tambien se extiende alrededor del canal central 18' dispuesto en el eje central 25. El canal excentrico 18” no presenta ramificaciones y conecta por lo tanto un solo acceso 19 con un solo escape 20, presentando el acceso 19 una primera superficie de seccion transversal 26 y presentando ele escape 20 una segunda superficie de seccion transversal 27. No obstante, el canal excentrico 18” puede dividirse en una alternativa, y a diferencia de lo que esta representado en la Figura 5, en varias ramas o puede quedar formado por la union de varias ramas. Ademas, el canal excentrico 18” no tiene que extenderse forzosamente alrededor del eje central 25, sino que tambien puede estar dispuesto completamente al lado del eje central 25 y al lado del canal central 18'.

En la Figura 6 se representa finalmente una quinta configuracion de un dispositivo 14 de acuerdo con la invencion para cambiar la forma de chorro de productos fluidos en una vista en corte transversal. Las zonas ya descritas en relacion con la primera configuracion (Figura 2), la segunda (Figura 3) y la tercera (Figura 4) y la cuarta (Figura 5) del dispositivo 14 estan provistas en la Figura 6 de los mismos signos de referencia. La diferencia esencial entre la quinta configuracion y las cuatro primeras configuraciones del dispositivo 14 radica nuevamente en una configuracion diferente de los canales.

En la configuracion representada en la Figura 6 del dispositivo 14 solo hay canales excentricos 18”; en cambio, no esta previsto ningun canal central 18'. Todos los canales excentricos 18” estan curvados hacia fuera, por lo que conducen las corrientes parciales que fluyen por los mismos alejandolas del eje central 25. Los canales excentricos 18” pueden dividirse en dos grupos. El grupo representado en la Figura 6 al lado izquierdo comprende tres canales excentricos 18” que se extienden paralelos entre si, que estan separados por paredes se separacion 28 finas con un espesor de pared constante y que conducen las corrientes parciales que fluyen por los mismos hacia la izquierda. El grupo representado en la Figura 6 en el lado derecho comprende tres canales excentricos 18” que se extienden paralelos entre si, que estan separados unos de otros por paredes de separacion 28 finas con un espesor de pared constante y que conducen las corrientes parciales que fluyen por los mismos hacia la derecha. El espesor de las paredes de separacion 28 puede estar situado en el intervalo entre 0,2 mm y 8,5 mm. Con preferencia, las corrientes parciales que salen de los dos grupos de canales excentricos 18” no se tocan, de modo que la configuracion del dispositivo 14 representada en la Figura 6 es un “dispositivo para emitir chorros laterales”. Como alternativa a ello, los canales excentricos 18” pueden estar dispuestos de tal modo que del dispositivo 14 sale un chorro con una seccion transversal cerrada que se extiende alrededor del eje central 25.

Las caracterlsticas del dispositivo 14 que se han descrito anteriormente en relacion con la primera a quinta configuracion (Figura 2 a Figura 6), pueden combinarse de multiples formas entre si. En particular, pueden combinarse el tipo de la carcasa 15 (en una pieza o formada por varias partes), as! como el numero y la forma de los canales 18 (rectos, curvados, inclinados, ramificados, en forma de espiral).

Lista de signos de referencia

1 Boquilla de llenado

2 Cuerpo

3 Placa

4 Brida

5 Saliente

6 Agujero

7 Chorro

8 Eje central

9 Lado superior

10 Lado inferior

11 Acceso

12 Escape

13 Bisel

14 Dispositivo

15, 15', 15” Carcasa

16 Zona de entrada

17 Zona de salida

18, 18', 18” Canal

19 Acceso

20 Escape

21 Brida

22 Taladro

23 Vastago de valvula

24 Elemento de estanqueidad

25 Eje central

26 Primera superfine de seccion transversal 27 Segunda superficie de seccion transversal 28 Pared de separacion

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo (14) para cambiar la forma de chorro de productos fluidos, en particular de productos alimenticios, que comprende:

- una zona de entrada (16) para la entrada de los productos fluidos,

- una zona de salida (17) para la salida de los productos fluidos, y

- varios canales (18) para la conduccion de los productos fluidos,

- presentando cada canal (18) al menos un acceso (19) asignado a la zona de entrada (16) y al menos un escape (17) asignado a la zona de salida (20),

- estando curvado al menos uno de los canales (18), al menos por tramos, y

- caracterizado por que las superficies de pared de los canales (18) estan realizadas en una pieza, y por que - el dispositivo presenta una carcasa realizada en una pieza (15), en la que estan dispuestos los canales (18) y que se ha fabricado mediante un procedimiento generativo de fabricacion o por que

- el dispositivo presenta una carcasa de varias partes (15', 15”), estando realizada en una pieza aquella parte de la carcasa (15”) en la que estan dispuestos los canales curvados (18) y estando fabricada la misma mediante un procedimiento generativo de fabricacion.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que todos los canales excentricos (18”) estan curvados al menos por tramos.

3. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que al menos uno de los canales (18) esta curvado de forma continua.

4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que todos los canales excentricos (18”) estan curvados de forma continua.

5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que los accesos (19) y/o los escapes (20) de los canales (18) estan dispuestos en un plano.

6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el numero de canales (18) es al menos de 5 y esta situado en particular en el intervalo de 10 a 100.

7. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la suma de los accesos (19) de un canal (18) forma una primera superficie de seccion transversal (26) y la suma de los escapes (20) de un canal (18) forma una segunda superficie de seccion transversal (27) y por que la segunda superficie de seccion transversal (27) de al menos un canal (18) es mayor que la primera superficie de seccion transversal (26) de este canal (18).

8. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que los ejes centrales de los canales excentricos (18”) estan dispuestos de forma inclinada un angulo de inclinacion (a) respecto al eje central (25) del dispositivo (14).

9. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que al menos un canal (18) presenta al menos una ramificacion.

10. Uso de un dispositivo (14) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9 para el envasado de productos alimenticios, en particular para el envasado aseptico de productos alimenticios.

11. Procedimiento para la fabricacion de un dispositivo (14) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende la siguiente etapa:

a) fabricacion del dispositivo (14), con los canales (18) dispuestos en el mismo, mediante un procedimiento generativo de fabricacion.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 11, caracterizado por que la etapa a) se realiza mediante sinterizacion o fusion.

13. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 11 o 12, caracterizado por que la etapa a) se realiza mediante sinterizacion por laser o fusion por laser.