ES2847413T3 - Método para usar y controlar un dispositivo para llenar recipientes, y dispositivo de llenado - Google Patents

Abstract

Método para llenar recipientes con cantidades predefinidas de fluido (11) discretas suministradas a cada recipiente por medio de una bomba peristáltica (10) activada selectivamente para realizar un ciclo de llenado de un recipiente, comprendiendo dicha bomba peristáltica (10) una estructura de contención (12) con una cámara cilíndrica (13) en la que se dispone circunferencialmente un tubo flexible (14), provisto de una extensión de entrada (20) conectable a una fuente de alimentación (15) y de una extensión de salida (21) con una salida para el suministro de dicho fluido (11), en donde dicho tubo flexible (14) tiene un segmento circunferencial (29) cerrado en un anillo que define un segmento adyacente (19) de al menos parte de dicha extensión de entrada (20) con dicha extensión de salida (21), en donde dicha bomba peristáltica (10) comprende un solo rodillo giratorio (22) que gira alrededor del eje de giro (30) de la cámara cilíndrica (13) de la estructura de contención (12) y es capaz de comprimir progresivamente dicho tubo flexible (14) hasta un valor de ángulo deseado, a lo largo de una trayectoria circunferencial, para transportar cantidades predefinidas discretas de dicho fluido (11), en donde dicho método comprende: - definir sectores angulares (Si) de dicho tubo flexible (14), incluyendo dicho segmento adyacente (19), explorado por dicho rodillo giratorio (22) con respecto a dicho eje de giro (30), en relación con dicha trayectoria circunferencial y dependiendo de su posición circunferencial, siendo identificados dichos sectores (Si) secuencialmente por segmentos angulares; - determinar la posición angular inicial de dicho rodillo giratorio (22); - determinar el volumen (Vi) de dicho fluido (11) contenido en cada uno de dichos sectores individuales (Si) definidos entre el contacto inicial del rodillo giratorio (22) y dicha salida de dicha extensión de salida (21), incluyendo los volúmenes (Vi) de fluido (11) en los sectores individuales (Si) del segmento adyacente (19); - registrar, para cada cantidad predefinida de dicho fluido (11) que se va a suministrar, la posición circunferencial de arranque y parada de dicho rodillo giratorio (22), en donde dicha cantidad predefinida que se va a suministrar en cada recipiente corresponde a la suma de los volúmenes (Vi) contenidos en un número de sectores (Si) y/o en porciones angulares de estos últimos, afectados por dicho rodillo giratorio (22); - procesar los volúmenes (Vi) de fluido (11) con la posición del rodillo giratorio (22) en cada ocasión mediante una unidad de control y mando (27) para ordenar al rodillo giratorio (22), de forma controlada y precisa mediante un elemento de movimiento (25) sometido a dicha unidad de control y mando (27), definir en cada ocasión la posición angular específica y por tanto la trayectoria circunferencial del rodillo giratorio (22), para suministrar la cantidad deseada de fluido (11); y - activar selectivamente dicho rodillo giratorio (22) para suministrar sucesivamente dicha cantidad predefinida de fluido (11) en dichos recipientes en relación con la posición de arranque circunferencial de dicho rodillo giratorio (22); caracterizado por que el método comprende además: - detectar, Mediante un sensor, la cantidad instantánea de dicho fluido (11) suministrado progresivamente por la acción de dicho rodillo giratorio (22); y - controlar la cantidad de fluido (11) suministrado en cada recipiente, comparando dicha cantidad instantánea detectada por dicho sensor con dicha cantidad predefinida que se va a suministrar para desactivar dicho rodillo giratorio (22) cuando se alcanza dicha cantidad predefinida que se va a suministrar; en donde dicho método comprende compensar la variación en el caudal del fluido (11) a la salida determinado en el intervalo transitorio en el que el rodillo giratorio (22) funciona en el segmento adyacente (19) basándose en los volúmenes determinados (Vi) de fluido (11) en los sectores individuales (Si) del segmento adyacente (19) ordenando al rodillo giratorio (22), por medio del elemento de movimiento (25), de modo que dicho rodillo giratorio (22) varíe su velocidad angular de acuerdo con dicho procesamiento realizado por dicha unidad de control y mando (27) que determina y cuantifica la variación en el caudal del fluido (11).

Description

DESCRIPCIÓN

Método para usar y controlar un dispositivo para llenar recipientes, y dispositivo de llenado

Campo de la invención

Las realizaciones de la presente invención se refieren a un método para definir el suministro preciso y exacto de cantidades predefinidas de fluido en recipientes en relación con un dispositivo de llenado que comprende una bomba peristáltica.

La presente invención se refiere también a un dispositivo de llenado que usa dicho método para usar y controlar el suministro sucesivo de cantidades precisas y exactas de fluido para llenar recipientes.

El dispositivo de llenado de acuerdo con la presente invención se aplica particularmente, pero no de forma restrictiva, en el sector farmacéutico o sanitario, y en cualquier caso en cualquier condición en la que se vayan a suministrar cantidades definidas y controladas de productos fluidos, ventajosamente en sucesión, en recipientes adecuados, incluso de valores mínimos.

Antecedentes de la invención

Algunas aplicaciones que adoptan bombas peristálticas, en relación al tipo de fluido que tratan y su destino preciso, tienen la necesidad de suministrar, de forma precisa y exacta, a veces con mucha exactitud, cantidades definidas de fluido.

Algunas aplicaciones proporcionan un suministro continuo para la administración de medicamentos en forma líquida a un paciente.

Por ejemplo, el documento US-A-2015/0037168 (US'168) describe un distribuidor para el suministro continuo de un flujo constante de medicamentos líquidos que está provisto de una bomba peristáltica mono-rodillo en la que hay un tubo flexible con un segmento adyacente de su extremos de entrada y salida.

Por tanto, esta solución está destinada a gestionar el suministro de una cantidad limitada de un medicamento en un paciente con un flujo constante.

No obstante, en la producción de productos farmacéuticos, químicos, sanitarios u otros para los que se requiere un alto grado de precisión en el llenado sucesivo de recipientes adecuados con cantidades predefinidas de líquido, incluso pequeñas cantidades, esta solución no es adecuada para obtener suministros precisos en sucesión. De hecho, el distribuidor descrito en el documento US'168 no pretende obtener la repetitividad precisa de suministros sucesivos que se requiere en el contexto del llenado de recipientes.

El documento US'168 no sugiere ninguna forma de utilizar el distribuidor que pueda permitir obtener una pluralidad de suministros precisos en sucesión, considerando los problemas específicos relacionados con el segmento adyacente y los transitorios de accionamiento y parada de la bomba peristáltica.

El distribuidor descrito en el documento US'168 prevé aumentar la velocidad de giro del rodillo cuando actúa sobre el segmento adyacente, puesto que en algunas condiciones específicas, es decir, lejos de los transitorios, el aumento de la velocidad de giro del rodillo permite administrar continuamente una cantidad de medicamento con un flujo constante.

La solución descrita en el documento US'168 es ineficaz para suministros pequeños, o en cualquier caso durante la fase de puesta en marcha de los rodillos.

Aplicando la solución conocida descrita en el documento US'168, no hay efecto sobre la tendencia de la cantidad suministrada por pequeños giros del rodillo, o durante la puesta en marcha de este último. Esto significa que esta solución conocida es inadecuada para llenar recipientes con cantidades discretas suministradas con arranques y paradas repetidas del rodillo, especialmente si el rodillo se arranca en el segmento adyacente. Por tanto, la solución del documento US'168 no permite llenar sucesivamente ni precisa recipientes con las cantidades deseadas de líquido, puesto que se ve afectado tanto por los diferentes volúmenes de líquido desplazados en el segmento adyacente, como también por los suministros no controlables de líquido cuando se acciona el rodillo, es decir, durante los transitorios de arranque y parada del rodillo.

En el sector del llenado sucesivo de recipientes con productos líquidos, normalmente, los suministros se repiten continuamente a intervalos deseados o condicionados.

Esto es tanto más urgente en el caso de los líquidos utilizados en la producción de productos farmacéuticos, químicos, sanitarios u otros para los que se requiere un alto grado de precisión de los componentes suministrados, y en los que se producen incluso miles de dosis a tasas de producción muy elevadas.

Las bombas peristálticas conocidas tienen normalmente un tubo flexible insertado en una estructura de contención cilindrica, que contiene un elemento de presión, rodillos normalmente planetarios, que giran alrededor del mismo eje. El eje es central a la estructura de contención cilíndrica, y el elemento de presión, que gira sobre su propio eje, se presiona contra un tubo flexible dispuesto en al menos parte del perímetro interno de la estructura de contención cilíndrica, y dentro de la que se encuentra el fluido que se va a suministrar. La entrada y salida del tubo flexible de la estructura de contención cilíndrica normalmente se ajusta a una disposición en forma de U. Por ejemplo, los documentos de la técnica anterior US-A-2005/0047925 y US-A-2015/0013825 describen dos bombas peristálticas que tienen un tubo flexible en forma de U con una pluralidad de rodillos planetarios.

En tales bombas peristálticas conocidas, la acción de compresión progresiva y continua que ejerce el elemento de presión sobre el tubo flexible durante su giro, desplaza el fluido de forma continua y en una cantidad definida desde el extremo de entrada hasta el extremo de suministro.

Se sabe que las bombas peristálticas requieren un mantenimiento frecuente porque, como resultado de las múltiples compresiones ejercidas por los rodillos planetarios sobre el tubo flexible, este último tiende por un lado a desgastarse, y por otro lado tiende a envejecer antes de tiempo en el lado de la presión, pudiendo incluso deformarse y/o dañarse irreversiblemente.

También existen bombas peristálticas conocidas en las que el tubo flexible, tiene forma de "y" (letra griega gamma), en lugar de tener forma de U. En esta conformación, el tubo flexible tiene un segmento adyacente en el que las porciones de las extensiones de entrada y salida están situadas sustancialmente adyacentes y opuestas entre sí. La bomba peristáltica descrita en el documento US'825 requiere que los rodillos se vuelvan a colocar en la posición de arranque en cada ocasión y con cada suministro, para obtener la configuración inicial de la bomba peristáltica, para que esta última pueda suministrar, con cada repetición, la cantidad deseada de fluido partiendo de la misma configuración inicial.

Esto implica, no obstante, la presencia de una válvula de tres vías, lo que no solo hace que el sistema sea más complejo, sino que también es fuente de otros problemas de mantenimiento y estancamiento de líquido a lo largo de los tubos conectados a la misma.

Las bombas peristálticas conocidas tienen el elemento de presión que puede consistir en un rodillo, dos rodillos opuestos, un lóbulo orbital, etc.

Las bombas peristálticas conocidas, si se utilizan para funciones de transferencia de fluidos que deben controlarse al menos en volumen, crean muchas dificultades con respecto a un control preciso.

De hecho, en el segmento adyacente, El elemento de prensión funciona simultáneamente, y a veces no de forma uniforme, en ambas extensiones del tubo flexible, en el que el elemento de presión actúa también en el segmento adyacente del tubo flexible con transitorios de entrada y salida que no son uniformes y no corresponden a las características de la parte restante del tubo flexible.

Este comportamiento dificulta tener un control preciso y deseado de la cantidad de fluido suministrado, cuando la cantidad suministrada requiera que el elemento de presión transite total o parcialmente por el segmento adyacente. De hecho, en el caso de suministro repetido, el elemento de presión se detiene temporalmente en cualquier posición angular, también al azar, en la que la bomba peristáltica debe poder suministrar cantidades de fluido en secuencia, pero no uniforme.

Por tanto, existe la necesidad de perfeccionar y poner a disposición un método para utilizar y controlar un dispositivo de llenado que supere al menos una de las desventajas del estado de la técnica.

La finalidad de la presente invención es obtener un método para usar y controlar un dispositivo de llenado que comprende una bomba peristáltica en la que hay un segmento adyacente de las extensiones de entrada y salida del tubo, y en el que se requiere un control preciso de la cantidad suministrada, dicha cantidad repitiéndose y pudiendo variar con el tiempo, o con frecuencias precisas.

El método permite suministrar cantidades precisas y exactas de fluido, incluso mínimas, asegurando la constancia del volumen de fluido suministrado tanto a lo largo del tiempo como durante el transitorio cuando el elemento de presión actúa sobre el segmento adyacente.

Otra finalidad de la presente invención es proporcionar un dispositivo de llenado que utiliza el método de control para suministrar cantidades definidas y precisas de fluido, también para el llenado de recipientes sucesivamente.

El Solicitante ha ideado, probado y materializado la presente invención para hacer frente a los inconvenientes del estado de la técnica y para conseguir estos y otros objetivos y ventajas.

Sumario de la invención

La presente invención se expone y caracteriza en las reivindicaciones independientes, mientras que las reivindicaciones dependientes describen otras características de la invención o variantes de la idea inventiva principal.

De acuerdo con el objetivo anterior, la presente invención se refiere a un método para usar y controlar un dispositivo para llenar recipientes con cantidades predefinidas de fluido discretas suministradas a cada recipiente por medio de una bomba peristáltica activada selectivamente para realizar un ciclo de llenado de un recipiente.

La bomba peristáltica puede comprender una estructura de contención con una cámara cilíndrica en la que se dispone circunferencialmente un tubo flexible, provisto de una extensión de entrada conectable a una fuente de alimentación y de una extensión de salida con una salida para el suministro del fluido.

El tubo flexible tiene un segmento circunferencial que define un segmento adyacente de al menos parte de la extensión de entrada con la extensión de salida.

La bomba peristáltica puede comprender un solo rodillo giratorio capaz de comprimir progresivamente el tubo flexible hasta un valor de ángulo deseado, a lo largo de una trayectoria circunferencial, para transportar cantidades discretas predefinidas del fluido.

Con el término discretas queremos decir que la bomba peristáltica se arranca y para selectivamente para que cada recipiente se llene con la cantidad deseada.

El tubo flexible tiene un segmento adyacente de al menos parte de sus extensiones de entrada y salida, y está configurado con una forma de gamma "y".

El tubo flexible está asociado funcionalmente con un elemento de presión capaz de comprimir progresiva y continuamente el tubo flexible para la trayectoria circunferencial deseada determinada por el caudal esperado, para transferir una cantidad definida y precisa de fluido desde el extremo de entrada hasta el extremo de suministro del propio tubo flexible.

De acuerdo con posibles realizaciones del uso de esta bomba peristáltica, el elemento de presión puede suministrar la cantidad necesaria de fluido, pasando a través de una porción del tubo flexible, o uno o más circuitos del tubo flexible, incluso incompletos y/o una parte del segmento adyacente.

De conformidad con un aspecto de la presente invención, el método de uso y control proporciona:

- definir sectores del tubo flexible, incluido el segmento adyacente, en relación con la trayectoria circunferencial y dependiendo de su posición circunferencial, identificándose dichos sectores secuencialmente por segmentos angulares;

- determinar la posición angular inicial del rodillo giratorio;

- determinar el volumen de fluido contenido en los sectores individuales definidos entre el contacto inicial del rodillo giratorio y la salida de la extensión de salida;

- registrar, para cada cantidad predefinida de fluido que se va a suministrar, la posición circunferencial de arranque y parada del rodillo giratorio, en el que la cantidad predefinida que se va a suministrar en cada recipiente corresponde a la suma de los volúmenes contenidos en un número de sectores y/o en porciones angulares de estos últimos, afectados por el rodillo giratorio;

- activar selectivamente el rodillo giratorio para suministrar sucesivamente la cantidad predefinida de fluido en los recipientes en relación con la posición de arranque circunferencial del rodillo giratorio;

- detectar la cantidad instantánea de fluido suministrado progresivamente por la acción del rodillo giratorio;

- controlar la cantidad de fluido suministrado en cada recipiente, comparando la cantidad instantánea con la cantidad predefinida que se va a suministrar para desactivar el rodillo giratorio cuando se alcanza la cantidad predefinida que se va a suministrar.

Debido a que se conoce la posición de arranque angular del rodillo giratorio y los volúmenes de fluido contenido en los sectores individuales específicos, es posible suministrar cantidades precisas de fluido en recipientes adecuados sucesivamente.

Este aspecto logra un control eficaz y continuo de la cantidad realmente suministrada por la bomba peristáltica, lo que permite gestionar el funcionamiento de esta última hasta alcanzar el volumen que se va a suministrar en cada recipiente.

De acuerdo con posibles realizaciones, la detección puede ser realizada mediante un sensor, como un sensor de peso, un sensor de nivel, un sensor de presencia u otro sensor adecuado para detectar la cantidad instantánea de fluido suministrado.

De acuerdo con posibles realizaciones, el método de uso y control puede proporcionarse para procesar el volumen total del fluido a que se va a suministrar en relación con la posición de arranque del rodillo giratorio y para ordenar al rodillo giratorio a lo largo de la trayectoria circunferencial definida entre las posiciones de arranque y parada del rodillo giratorio en correspondencia con el volumen total específico del fluido que se va a suministrar.

De acuerdo con posibles realizaciones, los sectores pueden ser uniformes, o diferenciados, y pueden también dimensionarse de acuerdo con la tolerancia mínima admitida tanto en relación con la cantidad de fluido que se va a suministrar como en términos absolutos.

De acuerdo con posibles realizaciones, el método de uso y control permite suministrar cantidades de fluido considerando también porciones del sector en relación al volumen de fluido que se va a completar.

De acuerdo con posibles realizaciones, el método puede proporcionarse para accionar el rodillo giratorio mediante un elemento de movimiento sometido a una unidad de control y mando para definir, en cada ocasión, la posición angular específica del rodillo giratorio.

De acuerdo con posibles realizaciones, la velocidad angular del rodillo giratorio puede ser constante.

De acuerdo con posibles realizaciones, la velocidad angular del rodillo giratorio puede ser variable de forma continua o entre un suministro y el siguiente.

De acuerdo con posibles realizaciones, la determinación de los volúmenes se puede obtener aplicando una relación funcional que combine una o más características físico-químicas del fluido elegido de un grupo que comprende viscosidad, respuesta a la compresión, las propiedades de adhesión a una superficie y las propiedades de deslizamiento dentro del tubo flexible, con una o más características estructurales de la bomba peristáltica elegidas a partir de un grupo que comprende la respuesta a la compresión del tubo flexible, su disposición en la cámara cilíndrica, el espesor de sus paredes y el diámetro del canal por donde pasa el fluido.

De acuerdo con posibles formulaciones, la presente invención se refiere a un dispositivo de llenado de una bomba peristáltica para llenar recipientes con cantidades predefinidas de fluido discretas suministradas a cada recipiente, que comprende una bomba peristáltica activada selectivamente para realizar un ciclo de llenado de un recipiente. La bomba peristáltica puede comprender una estructura de contención con una cámara cilíndrica en la que se dispone circunferencialmente un tubo flexible, provisto de una extensión de entrada conectable a una fuente de alimentación, y de una extensión de salida con una salida para el suministro del fluido, en la que el tubo flexible tiene un segmento circunferencial que define un segmento adyacente de al menos parte de la extensión de entrada con la extensión de salida, comprendiendo dicha bomba peristáltica un solo rodillo giratorio capaz de comprimir progresivamente el tubo flexible hasta un valor de ángulo deseado, a lo largo de una trayectoria circunferencial, para transportar cantidades de fluido discretas predefinidas.

De conformidad con un aspecto de la presente invención, el dispositivo de llenado comprende:

- un elemento de detección para determinar la posición angular del rodillo giratorio;

- una unidad de procesamiento configurada para determinar los volúmenes de fluido contenido en sectores definidos secuencialmente por segmentos angulares del tubo flexible, incluido el segmento adyacente, entre el contacto inicial del rodillo giratorio y la salida de la extensión de salida;

- una unidad de memorización configurada para registrar, para cada cantidad predefinida de fluido que se va a suministrar, la posición circunferencial de arranque y parada del rodillo giratorio, en el que la cantidad predefinida que se va a suministrar en cada recipiente corresponde a la suma de los volúmenes contenidos en un número de sectores y/o en porciones angulares de estos últimos, afectados por el rodillo giratorio;

- al menos un sensor para detectar la cantidad instantánea de fluido suministrado;

- una unidad de control y mando configurada para activar selectivamente el rodillo giratorio para suministrar sucesivamente la cantidad predefinida de fluido en los recipientes en relación con la posición de arranque circunferencial del rodillo giratorio; estando la unidad de control y mando configurada para controlar la cantidad de fluido suministrado en cada recipiente, comparando la cantidad instantánea detectada por el sensor con la cantidad predefinida que se va a suministrar para desactivar el rodillo giratorio cuando se alcanza la cantidad predefinida que se va a suministrar.

De acuerdo con posibles realizaciones, el sensor puede ser un sensor de peso, como una celda de carga, por ejemplo.

De acuerdo con posibles realizaciones, puesto que se conoce la posición de arranque del rodillo giratorio y el volumen de fluido que se va a suministrar, la unidad de control y mando puede configurarse para determinar la trayectoria circunferencial definida entre las posiciones de arranque y parada del rodillo giratorio en correspondencia con el volumen total específico de fluido que se va a suministrar.

De acuerdo con posibles realizaciones, el rodillo giratorio se puede configurar para que avance a una velocidad angular constante.

De acuerdo con posibles realizaciones, el rodillo giratorio se puede configurar para que avance a una velocidad angular que es variable continuamente o entre un suministro y el siguiente.

La unidad de control y mando está destinada a ordenar al elemento de presión en relación a su posición de forma coordinada con sus volúmenes definidos y precisos que se van a suministrar en cada ocasión.

Breve descripción de los dibujos

Estas y otras características de la presente invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción de algunas realizaciones, proporcionadas como un ejemplo no restrictivo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- la Figura 1 muestra esquemáticamente una bomba peristáltica de acuerdo con una posible realización de la presente invención;

- las Figuras 2-3 muestran un detalle de la Figura 1 con un elemento de presión que opera en la posición inicial y final del segmento adyacente del tubo flexible;

- la Figura 4 muestra las Figuras 2 y 3 superpuestas con los sectores del segmento adyacente.

Para facilitar la comprensión, se han usado los mismos números de referencia, siempre que ha resultado posible, para identificar elementos comunes idénticos en los dibujos. Se entiende que los elementos y las características de una realización pueden incorporarse convenientemente en otras realizaciones sin otras aclaraciones.

Descripción detallada de algunas realizaciones

Las realizaciones de la presente invención se refieren a un método para controlar una bomba peristáltica 10 configurada para suministrar una cantidad deseada de un fluido 11 de forma precisa, exacta y controlada.

Cabe señalar que la presente invención permite el suministro controlado de un fluido 11 de cualquier naturaleza, comprendiendo incluso diferentes sustancias, y con diversas características físico-químicas.

Se debe considerar que el fluido 11 se refiere, a modo de ejemplo, a cualquier fluido cuyas características físicoquímicas sean conocidas en relación con las necesidades específicas de su uso.

A modo de ejemplo no limitante, las características físico-químicas pueden ser viscosidad, respuesta a la compresión, las propiedades de adhesión a una superficie u otras propiedades relacionadas con el flujo del fluido dentro de un tubo flexible.

Se consideran especialmente los productos farmacéuticos o sanitarios en forma líquida o semilíquida, que han de suministrarse en cada ocasión en una cantidad definida y precisa con márgenes de tolerancia que también pueden ser muy limitados. El suministro puede definirse en cada ocasión, o repetirse por un número definido o definible de veces.

Las posibles realizaciones descritas usando la Figura 1 se refieren a un dispositivo de llenado 100 para recipientes con cantidades predefinidas de fluido 11 discretas suministradas en cada recipiente que comprende una bomba peristáltica 10 que puede activarse selectivamente para llevar a cabo un ciclo de llenado de un recipiente.

La bomba peristáltica 10 comprende una estructura de contención 12, que tiene una cámara cilíndrica 13 en la que un tubo flexible 14 se dispone circunferencialmente. El tubo flexible 14 está conectado por un lado a una fuente de alimentación 15 y, por el otro, al dispositivo de usuario de suministro 16.

De acuerdo con posibles realizaciones, la estructura de contención 12 puede comprender, en relación con las aberturas por donde entra y sale el tubo flexible 14, conexiones adecuadas 17 configuradas para conectar de forma fluida el tubo flexible 14 a la fuente de alimentación 15 y/o al dispositivo de suministro de usuario 16 a través de posibles tubos o medios de conexión 18.

A modo de ejemplo no limitante, la fuente de alimentación 15 puede comprender un distribuidor, un recipiente u otro tipo de fuente de fluido 11 provisto de una abertura 28 conectada de forma fluida a la bomba peristáltica 10.

El dispositivo de usuario de suministra 16 puede comprender, a modo de ejemplo, un distribuidor de fluido 11 u otro elemento similar capaz de suministrar de forma continua y/o secuencial una o más cantidades deseadas de fluido 11 en un recipiente, u otro.

El tubo flexible 14 puede tener un diámetro interno de cualquier valor normal pero conocido, así como se conocen las características del material constituyente. El tubo flexible 14 está configurado para transportar un fluido 11 y tiene un segmento circunferencial 29 cerrado en un anillo, obteniendo un segmento adyacente 19 de al menos parte de su extensión de entrada 20 con su extensión de salida 21.

El tubo flexible 14 está asociado funcionalmente con un elemento de presión 22 que actúa progresiva y continuamente comprimiendo el tubo flexible 14 en un valor de ángulo deseado, a lo largo de una trayectoria circunferencial, determinado por el caudal esperado, para transferir una cantidad definida y precisa de fluido 11 desde el extremo de entrada 23 hasta el extremo de suministro 24 del propio tubo flexible 14.

En el ejemplo mostrado, el elemento de presión 22 es un rodillo adecuado para tal fin.

De acuerdo con posibles realizaciones, el elemento de presión 22 comprende un solo rodillo giratorio.

De acuerdo con posibles realizaciones, el elemento de presión 22 es accionado por un elemento de motor (no mostrado) que actúa sobre un elemento de movimiento 25, que está configurado para permitir que el elemento de presión 22 opere de forma controlada a lo largo de la sección circunferencial 29. El elemento de movimiento 25 está sometido a una unidad de control y mando 27 para definir en cada ocasión la posición angular específica y por tanto la trayectoria circunferencial del elemento de presión 22.

El movimiento giratorio del elemento de presión 22 es controlado angularmente por la unidad de control y mando 27 asociada a un sistema codificador, o sistema análogo que permite reconocer con precisión la posición angular del elemento de presión 22 también en el transitorio cuando opera en el segmento adyacente 19.

De acuerdo con posibles realizaciones, el elemento de presión 22 consiste en un solo rodillo, el mismo girará alrededor del eje de giro 30 de la cámara cilíndrica 13 de la estructura de contención 12.

El tubo flexible 14 es comprimido progresiva y continuamente por el elemento de presión 22, de modo que el tubo flexible 14 se aprieta gradual y continuamente, haciendo que el fluido 11 avance aguas abajo y aspirando el fluido 11 aguas arriba.

El elemento de presión 22 puede suministrar la cantidad de fluido 11 requerida pasando a través de una porción del tubo flexible 14, o uno o más circuitos del mismo, también sin completarlo y/o por una parte del segmento adyacente 19.

Es obvio que cuando el elemento de presión 22 coopera con el segmento adyacente 19 del tubo flexible 14, la cantidad de fluido 11 cambia y ya no se puede controlar correctamente con la precisión deseada.

Por tanto, surge el problema de obtener un control preciso del suministra incluso cuando el elemento de presión 22 coopera con parte, o con toda, la extensión del segmento adyacente 19.

No obstante, debe recordarse que la cantidad cambia ya justo antes de que el elemento de presión 22 entre en correlación directa con el segmento adyacente 19, debido al comportamiento normal del tubo flexible 14 que se aprieta progresivamente.

Por lo tanto, la idea inventiva prevé identificar el punto de partida y el punto final de la perturbación creada por el elemento de presión 22 en el segmento adyacente 19 del tubo flexible 14.

Puesto que se conoce la perturbación en el suministro del elemento de presión 22 en el segmento de tubo flexible 14 recorrido y/o en el segmento adyacente 19, es posible dividir el tubo flexible 14 en segmentos definidos Si, incluido el segmento adyacente 19.

Los sectores Si estarán correlacionados con el grado de precisión requerido en el flujo de fluido 11.

Los sectores Si pueden ser uniformes o diferenciados, de acuerdo con las necesidades operativas. Los sectores Si pueden dimensionarse de acuerdo con la tolerancia mínima permitida en relación con la cantidad de fluido 11 que se va a suministrar.

Puesto que se conoce la subdivisión del transitorio y la posición circunferencial al comienzo del suministro y la posición al final del suministro del elemento de presión 22, la cantidad de fluido 11 suministrado puede definirse con precisión.

De acuerdo con posibles realizaciones, esta definición puede ser teórica y/o práctica.

De acuerdo con una posible realización, el método de uso y control de un dispositivo de llenado 100 puede proporcionarse para:

- definir sectores Si relativos a la trayectoria circunferencial que sean uniformes o diferenciados de acuerdo con su posición circunferencial, estando dichos sectores Si identificados secuencialmente por segmentos angulares; - determinar el volumen preciso Vi del fluido contenido en cada uno de los sectores individuales Si en relación con la posición circunferencial específica y en relación con el tubo flexible 14;

- calificar y situar circunferencialmente los sectores Si definidos entre el contacto inicial del elemento de presión 22 con el segmento adyacente 19 del tubo flexible 14 y la correspondiente salida final;

- memorizar la posición de arranque angular del elemento de presión 22;

- registrar para cada volumen total del fluido 11 que se va a suministrar la posición circunferencial de arranque y parada del elemento de presión 22;

- procesar los volúmenes individuales Vi del fluido 11 en los sectores individuales precisos Si en relación con su posición con respecto a la posición circunferencial y en relación con la trayectoria circunferencial del elemento de presión 22.

El índice i se refiere al i-ésimo sector (S1, S2, S3, ...) en el que el i-ésimo volumen (V1, V2, V3, ...) está contenido. De acuerdo con posibles realizaciones, el método de uso y control puede proporcionarse para detectar continuamente del volumen de fluido 11 en relación con la suma de los volúmenes Vi de los sectores Si afectados progresivamente por el elemento de presión 22, para comparar el volumen total de fluido 11 desplazado en cada ocasión con el volumen de fluido 11 que se va a suministrar, y para ordenar al elemento de presión 22 que se detenga cuando se alcance el volumen definido y preciso de fluido que se va a suministrar.

De acuerdo con posibles realizaciones, el método de uso y control puede proporcionarse para procesar el volumen total de fluido 11 que se va a suministrar en relación con la posición de arranque del elemento de presión 22 y para ordenar al elemento de presión 22 a lo largo de una trayectoria circunferencial precisa definida de acuerdo con la posición de arranque y por lo tanto de acuerdo con el volumen definido y preciso de fluido que se va a suministrar. Es obvio que la detección de la cantidad de fluido 11 suministrado puede realizarse antes o en correspondencia con el extremo de suministro 24 utilizando sensores y dispositivos adecuados para este fin.

De acuerdo con posibles realizaciones, el método de uso y control permite suministrar cantidades de fluido 11 también desde porciones de sectores Si en función del volumen de fluido 11 contenido en la porción de sector Si. De acuerdo con posibles realizaciones, el elemento de presión 22 puede suministrar la cantidad requerida de fluido 11 a lo largo de al menos una porción de la trayectoria circunferencial.

De acuerdo con posibles realizaciones, la pluralidad de sectores Si se puede determinar con relación al tubo flexible 14 y a la trayectoria circunferencial explorada en cada ocasión por el elemento de presión 22. La trayectoria puede comprender posiblemente la porción adyacente 19 del tubo flexible 14, en la que el caudal del fluido 11 a la salida varía si no se controla adecuadamente.

Por ejemplo, si el segmento adyacente 19 se define de acuerdo con la posición angular del elemento de presión 22 con respecto al centro de giro 30 en la cámara cilíndrica 13, los sectores Si se pueden definir como sectores angulares explorados por el elemento de presión 22.

La determinación de los volúmenes Vi del fluido 11 se obtiene aplicando una relación funcional que, basándose en las características físico-químicas del fluido 11 y las características estructurales de la bomba peristáltica 10, es decir, las características del tubo flexible 14 y de su disposición en la cámara cilíndrica 13, permite determinar con precisión la cantidad de fluido 11 contenida en los sectores individuales Si del segmento adyacente 19.

La relación funcional combina una o más características físico-químicas del fluido 11 elegidas de un grupo que comprende viscosidad, respuesta a la compresión, propiedades de adhesión a una superficie y propiedades de deslizamiento dentro del tubo flexible 14; con una o más características estructurales de la bomba peristáltica 10 elegidas de un grupo que comprende la respuesta a la compresión del tubo flexible 14, la disposición del tubo flexible 14 en la cámara cilíndrica 13, el espesor de las paredes del tubo flexible 14 y el diámetro del canal 26 del tubo flexible 14.

La posición del elemento de presión 22 puede detectarse, por ejemplo, mediante un elemento de detección 31, como, por ejemplo, un codificador asociado al mismo, por ejemplo, en el eje de giro 30 del elemento de movimiento 25. El codificador puede estar incluido en la unidad de control y mando 27.

Al procesar los volúmenes Vi de fluido 11 con la posición instantánea del elemento de presión 22, es posible ordenar al elemento de presión 22 de controlada y precisa por medio del elemento de movimiento 25, a suministrar la cantidad deseada de fluido 11.

Puesto que se conocen los volúmenes Vi de fluido 11 en los sectores individuales Si del segmento adyacente 19, es posible compensar la variación en el caudal del fluido 11 a la salida determinada en el transitorio en el que opera el elemento de presión 22 en el segmento adyacente 19.

De hecho, de acuerdo con la presente invención, es posible ordenar al elemento de presión 22 por medio del elemento de movimiento 25 a que varíe su velocidad angular de acuerdo con el procesamiento realizado, que ha determinado y cuantificado la variación del caudal del fluido 11.

Dependiendo de los requisitos de suministro, la velocidad angular del elemento de presión 22 puede ser constante o variable continuamente o en cada ocasión.

De acuerdo con la presente invención, estas operaciones se realizan, controlan y gestionan por una unidad de control y mando 27.

La unidad de control y mando 27 puede ser un microprocesador u otro dispositivo eléctrico y/o electrónico capaz de realizar una o más de las operaciones descritas, posiblemente dedicando partes o subunidades de las mismas a realizar las operaciones individuales para las que está configurada la propia unidad de control y mando 27.

El dispositivo de llenado 10 puede comprender:

- un elemento de detección para determinar la posición angular del rodillo giratorio 22;

- una unidad de procesamiento configurada para determinar los volúmenes Vi de fluido 11 contenido en los sectores Si definidos secuencialmente por segmentos angulares del tubo flexible 14, incluyendo el segmento adyacente 19, entre el contacto inicial del rodillo giratorio 22 y la salida de la extensión de salida 21;

- una unidad de memorización configurada para registrar, para cada cantidad predefinida de fluido 11 que se va a suministrar, la posición circunferencial de arranque y parada del rodillo giratorio 22, en el que la cantidad predefinida que se va a suministrar en cada recipiente corresponde a la suma de los volúmenes Vi contenidos en un número de sectores Si y/o en porciones angulares de los mismos, afectados por el rodillo giratorio 22;

- al menos un sensor para detectar la cantidad instantánea de fluido 11 suministrado;

- una unidad de control y mando 27 configurada para activar selectivamente el rodillo giratorio 22 para suministrar sucesivamente a los recipientes la cantidad predefinida de fluido 11 en relación con la posición de arranque circunferencial del rodillo giratorio 22; Estando dicha unidad de control y mando 27 configurada para comparar la cantidad instantánea detectada por el sensor con la cantidad predefinida que se va a suministrar para desactivar el rodillo giratorio 22 cuando se ha alcanzado la cantidad predefinida que se va a suministrar.

La unidad de control y mando 27 se puede configurar para determinar la posición del elemento de presión 22 en cada ocasión, procesar los volúmenes Vi de fluido 11 relativos a los sectores individuales Si afectados por el elemento de presión 22 en giro en relación con la trayectoria circunferencial. De acuerdo con posibles realizaciones, la unidad de control y mando 27 está configurada para comparar continuamente el volumen de fluido 11 desplazado en cada ocasión con el volumen de fluido 11 que se va a suministrar, y para ordenar al elemento de presión 22 que se detenga cuando el volumen definido y preciso de fluido 11 que se va a suministrado se ha alcanzado.

Puesto que se conoce la posición de arranque del elemento de presión 22 y el volumen de fluido 11 que se va a suministrar, la unidad de control y mando 27 puede configurarse para determinar la trayectoria circunferencial que el elemento de presión 22 tiene que realizar para suministrar el volumen definido y preciso de fluido 11 que se va a suministrar.

Las formulaciones de la presente invención proporcionan también una bomba peristáltica 10 que comprende una unidad de control y mando 27 para suministrar cantidades precisas y exactas de fluido.

Queda claro que se pueden realizar modificaciones y/o adiciones de partes al método para usar y controlar una bomba peristáltica 10, y la correspondiente bomba peristáltica 10 usando dicho método como se ha descrito anteriormente, sin apartarse del alcance de la presente invención como se define en las reivindicaciones adjuntas. También está claro que, si bien la presente invención se ha descrito con referencia a algunos ejemplos específicos, una persona experta en la materia podrá ciertamente lograr muchas otras formas equivalentes del método para usar y controlar una bomba peristáltica 10, y la correspondiente bomba peristáltica 10 usando dicho método, que tengan las características expuestas en las reivindicaciones y que, por lo tanto, todas entren dentro del alcance de protección definido en las mismas.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Método para llenar recipientes con cantidades predefinidas de fluido (11) discretas suministradas a cada recipiente por medio de una bomba peristáltica (10) activada selectivamente para realizar un ciclo de llenado de un recipiente, comprendiendo dicha bomba peristáltica (10) una estructura de contención (12) con una cámara cilíndrica (13) en la que se dispone circunferencialmente un tubo flexible (14), provisto de una extensión de entrada (20) conectable a una fuente de alimentación (15) y de una extensión de salida (21) con una salida para el suministro de dicho fluido (11), en donde dicho tubo flexible (14) tiene un segmento circunferencial (29) cerrado en un anillo que define un segmento adyacente (19) de al menos parte de dicha extensión de entrada (20) con dicha extensión de salida (21), en donde dicha bomba peristáltica (10) comprende un solo rodillo giratorio (22) que gira alrededor del eje de giro (30) de la cámara cilíndrica (13) de la estructura de contención (12) y es capaz de comprimir progresivamente dicho tubo flexible (14) hasta un valor de ángulo deseado, a lo largo de una trayectoria circunferencial, para transportar cantidades predefinidas discretas de dicho fluido (11), en donde dicho método comprende:

- definir sectores angulares (Si) de dicho tubo flexible (14), incluyendo dicho segmento adyacente (19), explorado por dicho rodillo giratorio (22) con respecto a dicho eje de giro (30), en relación con dicha trayectoria circunferencial y dependiendo de su posición circunferencial, siendo identificados dichos sectores (Si) secuencialmente por segmentos angulares;

- determinar la posición angular inicial de dicho rodillo giratorio (22);

- determinar el volumen (Vi) de dicho fluido (11) contenido en cada uno de dichos sectores individuales (Si) definidos entre el contacto inicial del rodillo giratorio (22) y dicha salida de dicha extensión de salida (21), incluyendo los volúmenes (Vi) de fluido (11) en los sectores individuales (Si) del segmento adyacente (19);

- registrar, para cada cantidad predefinida de dicho fluido (11) que se va a suministrar, la posición circunferencial de arranque y parada de dicho rodillo giratorio (22), en donde dicha cantidad predefinida que se va a suministrar en cada recipiente corresponde a la suma de los volúmenes (Vi) contenidos en un número de sectores (Si) y/o en porciones angulares de estos últimos, afectados por dicho rodillo giratorio (22);

- procesar los volúmenes (Vi) de fluido (11) con la posición del rodillo giratorio (22) en cada ocasión mediante una unidad de control y mando (27) para ordenar al rodillo giratorio (22), de forma controlada y precisa mediante un elemento de movimiento (25) sometido a dicha unidad de control y mando (27), definir en cada ocasión la posición angular específica y por tanto la trayectoria circunferencial del rodillo giratorio (22), para suministrar la cantidad deseada de fluido (11); y

- activar selectivamente dicho rodillo giratorio (22) para suministrar sucesivamente dicha cantidad predefinida de fluido (11) en dichos recipientes en relación con la posición de arranque circunferencial de dicho rodillo giratorio (22);

caracterizado por que el método comprende además:

- detectar, Mediante un sensor, la cantidad instantánea de dicho fluido (11) suministrado progresivamente por la acción de dicho rodillo giratorio (22); y

- controlar la cantidad de fluido (11) suministrado en cada recipiente, comparando dicha cantidad instantánea detectada por dicho sensor con dicha cantidad predefinida que se va a suministrar para desactivar dicho rodillo giratorio (22) cuando se alcanza dicha cantidad predefinida que se va a suministrar;

en donde dicho método comprende compensar la variación en el caudal del fluido (11) a la salida determinado en el intervalo transitorio en el que el rodillo giratorio (22) funciona en el segmento adyacente (19) basándose en los volúmenes determinados (Vi) de fluido (11) en los sectores individuales (Si) del segmento adyacente (19) ordenando al rodillo giratorio (22), por medio del elemento de movimiento (25), de modo que dicho rodillo giratorio (22) varíe su velocidad angular de acuerdo con dicho procesamiento realizado por dicha unidad de control y mando (27) que determina y cuantifica la variación en el caudal del fluido (11).

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la velocidad angular de dicho rodillo giratorio (22) es constante.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la velocidad angular de dicho rodillo giratorio (22) es variable de manera continua o entre un suministro y el siguiente.

4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que dicha determinación de dichos volúmenes (Vi) se obtiene aplicando una relación funcional que combina una o más características físicoquímicas de dicho fluido (11) elegidas a partir de un grupo que comprende viscosidad, la respuesta a la compresión, las propiedades de adhesión a una superficie y las propiedades de deslizamiento dentro de dicho tubo flexible (14), con una o más características estructurales de dicha bomba peristáltica (10) elegidas de un grupo que comprende la respuesta a la compresión de dicho tubo flexible (14), su disposición en dicha cámara cilíndrica (13), el espesor de sus paredes y el diámetro del canal (26) por donde pasa dicho fluido (11).

5. Dispositivo para llenar recipientes con cantidades predefinidas de fluido (11) discretas suministradas en cada recipiente, comprendiendo dicho dispositivo una bomba peristáltica (10) activada selectivamente para realizar un ciclo de llenado de un recipiente, comprendiendo dicha bomba peristáltica (10) una estructura de contención (12) con una cámara cilíndrica (13) en la que está dispuesto circunferencialmente un tubo flexible (14), provisto de una extensión de entrada (20) conectable a una fuente de alimentación (15), y de una extensión de salida (21) con una salida para el suministro de dicho fluido (11), en donde dicho tubo flexible (14) tiene un segmento circunferencial (29) cerrado en un anillo que define un segmento adyacente (19) de al menos parte de dicha extensión de entrada (20) con dicha extensión de salida (21), en donde dicha bomba peristáltica (10) comprende un solo rodillo giratorio (22) que gira alrededor del eje de giro (30) de la cámara cilíndrica (13) de la estructura de contención (12) y es capaz de comprimir progresivamente dicho tubo flexible (14) hasta un valor de ángulo deseado, a lo largo de una trayectoria circunferencial, para transportar cantidades discretas predefinidas de dicho fluido (11), en el que dicho dispositivo comprende:

- un elemento de detección para determinar la posición angular de dicho rodillo giratorio (22);

- una unidad de procesamiento configurada para determinar los volúmenes (Vi) de dicho fluido (11) contenido en sectores angulares (Si) definidos secuencialmente por segmentos angulares de dicho tubo flexible (14), incluyendo dicho segmento adyacente (19), explorado por dicho rodillo giratorio (22) con respecto a dicho eje de giro (30), entre el contacto inicial de dicho rodillo giratorio (22) y dicha salida de dicha extensión de salida (21), incluyendo los volúmenes (Vi) de fluido (11) en los sectores individuales (Si) del segmento adyacente (19);

- una unidad de memorización configurada para registrar, para cada cantidad predefinida de dicho fluido (11) que se va a suministrar, la posición circunferencial de arranque y parada de dicho rodillo giratorio (22), en donde dicha cantidad predefinida que se va a suministrar en cada recipiente corresponde a la suma de los volúmenes (Vi) contenidos en un número de sectores (Si) y/o en porciones angulares de estos últimos, afectados por dicho rodillo giratorio (22); y

- una unidad de control y mando (27) configurada para procesar los volúmenes (Vi) de fluido (11), con la posición del rodillo giratorio (22) en cada ocasión, para ordenar al rodillo giratorio (22) de forma controlada y precisa, mediante un elemento de movimiento (25) sometido a dicha unidad de control y mando (27), definir en cada ocasión la posición angular específica y por tanto la trayectoria circunferencial del rodillo giratorio (22), para suministrar la cantidad deseada de fluido (11) y activar selectivamente dicho rodillo giratorio (22) para suministrar sucesivamente dicha cantidad predefinida de fluido (11) en dichos recipientes en relación con la posición de arranque circunferencial de dicho rodillo giratorio (22);

caracterizado por que

dicho dispositivo comprende además al menos un sensor para detectar la cantidad instantánea de dicho fluido (11) suministrado; estando la unidad de control y mando (27) configurada para controlar la cantidad de fluido (11) suministrado en cada recipiente,

comparando dicha cantidad instantánea detectada por dicho sensor con dicha cantidad predefinida que se va a suministrar para desactivar dicho rodillo giratorio (22) cuando se alcanza dicha cantidad predefinida que se va a suministrar, estando la unidad de control y mando (27) configurada además para compensar la variación en el caudal del fluido (11) a la salida determinado en el intervalo transitorio en el que el rodillo giratorio (22) funciona en el segmento adyacente (19) basándose en los volúmenes determinados (Vi) de fluido (11) en los sectores individuales (Si) del segmento adyacente (19) ordenando al rodillo giratorio (22), por medio del elemento de movimiento (25), de modo que dicho rodillo giratorio (22) varíe su velocidad angular de acuerdo con dicho procesamiento realizado por la unidad de control y mando (27) que determina y cuantifica la variación en el caudal del fluido (11).

6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que dicho sensor es un sensor de peso.

7. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado por que dicho rodillo giratorio (22) está configurado para avanzar a una velocidad angular constante.

8. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado por que dicho rodillo giratorio (22) está configurado para avanzar a una velocidad angular que es variable de manera continua o entre un suministro y el siguiente.