ES2963919T3 - Boquilla de llenado para máquinas de llenado, en particular máquinas de llenado ponderal, de envases como bidones, botellas, latas y/o similares - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a una boquilla de llenado (1) para máquinas llenadoras, en particular máquinas clasificadoras de peso, para contenedores tales como bidones, botellas, latas y/o similares, que comprende: un cuerpo hueco (2) que define un canal interior (3) para el tránsito de un fluido (4), estando provisto el cuerpo hueco (2) de al menos un conducto de suministro (6) del fluido (4) y una abertura de dispensación (7) del fluido (4) procedente del conducto de suministro (6); un miembro de válvula (8) asociado operativamente con la abertura dispensadora (7) del cuerpo hueco (2), siendo conmutable entre una primera condición, en la que obstruye de forma sellada la abertura dispensadora (7) del cuerpo hueco (2) para evitar la el fluido (4) sale a través de este último y una segunda condición, en la que se desacopla la abertura dispensadora (7) del cuerpo hueco (2) para permitir que el fluido (4) salga de este último. La boquilla (1) comprende además un pistón (9) acoplado operativamente en el canal interior (3) definido por el cuerpo hueco (2). El pistón (9) es controlable en cuanto a movimiento y/o conmutación para aislar la abertura dispensadora (7) del cuerpo hueco (2) con respecto al conducto de suministro (6) del fluido (4) y para determinar el flujo de salida controlado. , desde la abertura de dispensación (7) del cuerpo hueco (2), del fluido (4) presente entre este último y el pistón (9). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Boquilla de llenado para máquinas de llenado, en particular máquinas de llenado ponderal, de envases como bidones, botellas, latas y/o similares
La presente invención se refiere a una boquilla de llenado para máquinas de llenado, en particular máquinas clasificadoras de peso, para envases tales como bidones, botellas, latas y/o similares.
El objeto de la presente invención puede utilizarse en particular en el sector del envasado de bidones, botellas, latas y/o similares, con líquidos de diferentes tipos.
Como es sabido, el llenado de los envases antes mencionados se realiza generalmente mediante máquinas de llenado y/o dispositivos de llenado similares a los divulgados en los documentos WO2016/151227A1 y GB2017815A.
El documento WO2016/151227A1 divulga además una boquilla de llenado según el preámbulo de la reivindicación 1. En algunos tipos de máquinas de llenado se proporcionan dispositivos adecuados para detectar y verificar el estado de llenado de los envases.
Generalmente, dichos dispositivos de detección cuentan con la ayuda de básculas y/o medidores de flujo que detectan instantáneamente la cantidad de líquido que ingresa al respectivo envase que se está llenando.
En función del valor de peso aumentado o de la cantidad de líquido dispensado, es posible reducir el caudal de líquido en la salida. Una vez alcanzado el valor de peso predeterminado y/o el valor de volumen predeterminado correspondiente al estado de llenado del envase, la dispensación se interrumpe definitivamente para permitir la extracción del envase lleno y la colocación de un nuevo envase vacío a llenar.
La dosificación del líquido es posible mediante una válvula de llenado que está conectada a una tubería de suministro adecuada. La válvula de llenado está controlada por una unidad de control central de la máquina de llenado que gestiona el tiempo de avance del cierre de esta última durante la etapa de llenado final.
Para obtener el valor correcto de peso y/o volumen dispensado, el tiempo de avance se establece en base a los datos detectados en el llenado anterior.
Naturalmente, dicho sistema de detección y dosificación funciona correctamente siempre que no varíen las condiciones de caudal del líquido de llenado durante cada ciclo de llenado. Si se consideran las variaciones de distancia entre las boquillas dispensadoras y la bomba de la fuente de suministro de líquido de llenado, y el hecho de que una misma bomba alimenta simultáneamente varias boquillas dispensadoras, cada una provista de su propia boquilla dispensadora, las combinaciones de estos factores conducen a una serie de perturbaciones que interfieren, durante la etapa de llenado, con el proceso normal de suministro de líquido de llenado a las boquillas dispensadoras. Cuando esto sucede, las boquillas de llenado reciben el líquido de llenado en condiciones diferentes a las del llenado anterior, no logrando así garantizar el mismo valor de peso y/o volumen deseado.
Cabe señalar también que, al finalizar el llenado, cada válvula asociada a la respectiva boquilla de llenado cierra total y rápidamente la respectiva tubería generando aguas arriba del mismo el indeseado fenómeno de golpe de ariete que provoca un aumento significativo de presión a lo largo de la tubería con el riesgo de producir diversos tipos de daños a todo el sistema de suministro de líquido de llenado.
El principal objetivo de la presente invención es proponer una boquilla de llenado para máquinas de llenado, en particular máquinas clasificadoras de peso, para envases tales como bidones, botellas, latas y/o similares, capaz de resolver los problemas encontrados en la técnica anterior.
Un objetivo de la presente invención es garantizar que las condiciones de llenado se repitan durante cada ciclo de llenado.
Un objetivo adicional de la presente invención es eliminar y/o reducir drásticamente el golpe de ariete debido al cierre rápido de las válvulas de las boquillas dispensadoras.
Los objetivos indicados anteriormente y otros más se consiguen sustancialmente mediante una boquilla de llenado para máquinas de llenado, en particular máquinas clasificadoras de peso, para envases tales como bidones, botellas, latas y/o similares, según la reivindicación 1.
La descripción se realizará a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, proporcionados únicamente con fines indicativos y por tanto no limitativos, en los que:
Las figuras 1 a 6 son representaciones esquemáticas en sección de una boquilla de llenado para máquinas de llenado, en particular máquinas clasificadoras de peso, para envases tales como bidones, botellas, latas y/o similares, según una primera realización de la presente invención y según las respectivas etapas de llenado de un envase;
Las figuras 7 a 10 son representaciones esquemáticas en sección de una boquilla de llenado para máquinas de llenado, en particular máquinas clasificadoras de peso, para envases tales como bidones, botellas, latas y/o similares, según una segunda realización de la presente invención y según respectivas etapas de llenado de un envase.
Con referencia a las figuras adjuntas, el número 1 indica en general una boquilla de llenado para máquinas de llenado, en particular máquinas clasificadoras de peso, para envases tales como bidones, botellas, latas y/o similares, según la presente invención.
Como se puede observar en las figuras 1 a 6, la boquilla 1 de llenado comprende un cuerpo 2 hueco que define un canal 3 interior para el tránsito de un fluido 4 destinado a llenar al menos un envase 5, tal como un bidón, una botella, una lata y/o un envase similar.
El cuerpo 2 hueco está provisto de al menos un conducto 6 de suministro del fluido 4 que se puede conectar a una respectiva fuente de suministro del fluido 4 (no se ilustra en las figuras adjuntas).
El cuerpo 2 hueco proporciona además al menos una abertura 7 de dispensación del fluido 4 dispuesta sustancialmente en el lado opuesto con respecto al conducto 6 de suministro.
Aún con referencia a las figuras 1 a 6, la boquilla 1 de llenado comprende al menos un miembro 8 de válvula asociado operativamente con la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco.
El miembro 8 de válvula es conmutable entre una primera condición (figuras 1, 5 y 6), en el que obstruye de forma sellada la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco para evitar que el fluido 4 salga a través de este último y una segunda condición (figuras 2 a 4), en el que desengancha la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco para permitir que el fluido 4 salga de este último. Ventajosamente, la boquilla 1 de llenado comprende al menos un pistón 9 acoplado operativamente en el canal 3 interior del cuerpo 2 hueco.
El pistón 9 es controlable en cuanto a movimiento y/o conmutación para aislar la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco con respecto al conducto 6 de suministro del fluido 4 y para determinar el flujo de salida controlado, desde la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco, del fluido 4 presente entre este último y el pistón 9.
Con aún más detalle, el pistón 9 se puede mover entre una primera posición (figuras 1 a 3 y 6), en el que el conducto 6 de suministro del cuerpo 2 hueco está en comunicación fluida con la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco a través del canal 3 interior de este último y una segunda posición (figuras 4 y 5), en el que el pistón 9 está interpuesto entre el conducto 6 de suministro y la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco. Ventajosamente, el pistón 9 comprende y/o define al menos un canal 10 de tránsito en el que está dispuesta operativamente una válvula 11. La válvula 11 es conmutable entre una primera condición (figuras 1 a 4) en la que cierra el canal 10 de tránsito del pistón 9 y una segunda condición (figuras 5 y 6), en el que abre el canal 10 de tránsito del pistón 9 para permitir el tránsito del fluido 4 a través de este último y, por tanto, para permitir el desplazamiento del pistón 9 dentro del canal 3 interior del cuerpo 2 hueco cuando el miembro 8 de válvula está en la primera condición.
Como puede verse en las figuras 1 a 6, el pistón 9 está acoplado con un extremo 12 de un vástago 13 de un accionador 14, preferiblemente del tipo eléctrico, teniendo un cilindro alineado con el canal 3 interior del cuerpo 2 hueco de la boquilla 1 de llenado.
Según la realización ilustrada en las figuras 1 a 6, cuando un envase 5 vacío está en una respectiva boquilla 1 de llenado (figura 1 ), el miembro 8 de válvula de este último está en la primera condición para mantener cerrada la respectiva abertura 7 de dispensación, mientras que el respectivo pistón 9 está dispuesto en la primera posición, es decir, encima del conducto 6 de suministro relacionado del fluido 4.
En esta situación, el fluido 4 que proviene del conducto 6 de suministro llena el canal 3 interior del cuerpo 2 hueco de la boquilla 1 de llenado (figura 1). Posteriormente, el miembro 8 de válvula se cambia de la primera condición a la segunda condición (figura 2) para abrir la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco de la respectiva boquilla dispensadora 1.
El cambio del miembro 8 de válvula del primer al segundo estado determina el ascenso de este último al interior del cuerpo 2 hueco, así como su consiguiente desacoplamiento de la respectiva abertura 7 de dispensación que se abre.
El fluido 4 contenido en el canal 3 interior del cuerpo 2 hueco de la boquilla 1 de llenado comienza a fluir a través de la abertura 7 de dispensación para caer en el respectivo envase 5 que comienza a llenarse.
El llenado del envase 5 se produce (figura 3) según el mismo método hasta que los dispositivos 1a de detección apropiados, tales como una báscula, un detector de flujo y/o una unidad de detección similar del llenado del envase 5, apropiadamente asociados con la boquilla 1 de llenado y/o el envase 5, no detectan el alcance de un peso/volumen de llenado predeterminado indicativo del inicio de una etapa de llenado final que debe realizarse de manera controlada.
Una vez que se ha alcanzado el peso/volumen de llenado predeterminado antes mencionado, indicativo del inicio de la etapa paso de llenado final, el pistón 9 con el canal 10 de tránsito cerrado por la válvula 11 conmutada en la primera condición, es activado para moverse por el accionador 14 desde la primera a la segunda posición. A continuación, el pistón 9 se desplaza a lo largo del canal 3 interior del cuerpo 2 hueco hacia la abertura 7 de dispensación de este último que pasa por delante del conducto 6 de suministro del fluido 4. Durante el desplazamiento del pistón 9 desde la primera a la segunda posición, este último reduce gradualmente la sección del conducto 6 de suministro del fluido 4 reduciendo el caudal de este.
La recorrido del pistón 9 hacia la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco determina entonces el cierre temporal del conducto 6 de suministro del fluido 4, así como su posterior aislamiento hermético respecto de la abertura 7 de dispensación.
En otras palabras, cuando el pistón 9 con la válvula 11 en la primera condición se interpone entre el conducto 6 de suministro y la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco (figura 4) divide herméticamente el canal 3 interior del cuerpo 2 hueco definiendo una primera cámara 2a en comunicación fluida con el conducto 6 de suministro del fluido 4 y una segunda cámara 2b en comunicación fluida con la abertura 7 de dispensación.
En esta situación, la primera cámara 2a se llena con el fluido 4 procedente del conducto 6 de suministro del cuerpo 2 hueco y la segunda cámara 2b se llena con el fluido 4 que ya estaba contenida en el canal 3 interior antes del desplazamiento del pistón 9 de la primera a la segunda posición.
En este punto es posible, mediante el movimiento del pistón 9 hacia la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco, para accionar la dispensación controlada del fluido contenido en la segunda cámara 2 b del cuerpo 2 hueco para gestionar la etapa de llenado final del envase 5.
La dispensación controlada del fluido 4 a través de la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco es ventajosamente manejable controlando el accionador eléctrico de manera que su vástago 13 avance hacia la propia abertura 7 de dispensación según una velocidad modulable y/o modificada según las necesidades.
Una vez que se llena el envase 5 (figura 5), el movimiento del pistón 9 hacia la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco se interrumpe y el miembro 8 de válvula cambia de la segunda a la primera condición para obstruir dicha abertura 7 de dispensación.
En este punto, la válvula 11 cambia de la primera a la segunda condición para abrir el canal 10 de tránsito del pistón 9 para permitir que este último se mueva dentro del cuerpo 2 hueco sin la resistencia del fluido 4 contenido en el mismo que puede fluir a través del canal 10 de tránsito.
El pistón 9 se desplaza de la segunda a la primera posición, por lo tanto, se aleja de la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco, colocándose por encima del conducto 6 de suministro de este último.
La válvula 11 se cambia de la segunda a la primera condición para cerrar el canal 10 de tránsito del pistón 9 y crear así un acoplamiento hermético del mismo con el canal 3 interior del cuerpo 2 hueco para un nuevo ciclo de llenado de un envase 5 vacío.
Según la realización ilustrada en las figuras 1 a 6, la presente invención también se refiere a un método para llenar envases 5 usando la boquilla 1 de llenado descrita anteriormente.
En primer lugar, la boquilla 1 de llenado antes mencionada está dispuesta de modo que el miembro 8 de válvula se conmuta en la primera condición para mantener cerrada la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco cerrado y el pistón 9 está dispuesto en la primera posición con la válvula respectiva 11 conmutada en la primera condición para mantener cerrado el canal 10 de tránsito del respectivo pistón 9.
El método comprende una etapa de suministrar el fluido 4 al canal 3 interior del cuerpo 2 hueco para llenar este último.
Posteriormente, el método comprende una etapa de cambiar el miembro 8 de válvula de la primera a la segunda condición para abrir la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco y determinar el inicio del llenado del envase 5 vacío dispuesto en correspondencia con la propia abertura 7 de dispensación.
El método comprende una etapa de detección del estado de llenado del envase 5, por ejemplo, detectando el peso de este último o la cantidad de fluido dispensado, o nuevamente a través de cualquier otro sistema que pueda indicar el volumen de fluido 4 vertido en el envase 5 durante el llenado.
La etapa de detectar el estado de llenado se repite continuamente hasta que se detecta una cantidad de peso/volumen predeterminada, indicativa del inicio de una etapa de llenado final que debe realizarse de forma controlada a una velocidad de llenado inferior a la velocidad de llenado habitual.
Una vez que se ha detectado el peso/volumen mencionado anteriormente indicativo del inicio de la etapa de llenado final, el método comprende una etapa de mover el pistón 9 desde la primera posición a la segunda posición. Tal etapa de movimiento provoca un desplazamiento del pistón 9 hacia la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco. Una vez recorrido el conducto 6 de suministro del cuerpo 2 hueco, el pistón 9 aísla herméticamente la abertura 7 de dispensación respecto del conducto 6 de suministro para gestionar de forma controlada la dispensación del fluido presente entre la abertura 7 de dispensación y el pistón 9.
El método comprende una etapa adicional de desplazamiento del pistón 9 hacia la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco que se modula y gestiona en función del tipo de dispensación del fluido 4 que se va a realizar. Tal paso de movimiento adicional determina un empuje del fluido 4 presente entre la abertura 7 del cuerpo 2 hueco y el pistón 9 y la consiguiente expulsión de dicho fluido 4 que se vierte en el envase 5 que se llena según la etapa de llenado final. Una vez que se ha alcanzado el volumen de llenado deseado, que puede detectarse continuando el seguimiento del estado de llenado del envase 5, el método comprende una etapa de cambiar el miembro 8 de válvula de la segunda condición a la primera condición para cerrar la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco.
Simultánea o posteriormente al cambio del miembro 8 de válvula de la segunda a la primera condición, el método comprende una etapa de cambiar la válvula 11 de la primera a la segunda condición para abrir el canal 10 de tránsito del pistón respectivo 9, así como una etapa de mover este último de la segunda a la primera posición.
El pistón 9 se aleja de la abertura 7 de dispensación del cuerpo 2 hueco permitiendo que el fluido 4 contenido en este último sea aspirado a través del canal 10 de tránsito. Una vez que el pistón 9 alcanza la primera posición, el método comprende una etapa de cambiar la válvula 11 de la segunda a la primera condición para cerrar el canal 10 de tránsito del pistón 9 y determinar un acoplamiento hermético de este último al canal 3 interior del cuerpo 2 hueco para permitir la realización de un nuevo ciclo de llenado de un envase 5 vacío.
Según la realización ilustrada en las figuras 7 a 10, la boquilla dispensadora es muy similar a la boquilla dispensadora 1 ilustrada en las figuras 1 a 6.
En este caso, la válvula 11 comprende al menos un miembro de tapa 15 acoplado con un extremo 16 de un eje 17 acoplado de manera deslizable, preferiblemente coaxialmente, con el vástago 13 del accionador 14.
En detalle, el miembro de tapa 15 está colocado en apoyo contra el pistón 9 (figuras 7 a 9) para cerrar el canal 10 de tránsito de este último cuando la válvula 11 está en la primera condición y está separada del pistón 9 (figura 10) dejando el canal 10 de tránsito de este último abierto cuando la válvula 11 está en la segunda condición.
Además, el funcionamiento general de la boquilla 1 de llenado según las figuras 7 a 10 es muy similar al funcionamiento de la boquilla 1 de llenado de la realización ilustrada en las figuras 1 a 6.
Con referencia en cambio al funcionamiento de la válvula 11, su conmutación requiere el desplazamiento del eje 16 a lo largo del vástago 13 hasta que el casquete de cierre 15 desengancha el pistón 9 abriendo el respectivo canal 10 de tránsito de este último. Además, el paso de la válvula 11 del segundo estado al primero requiere la activación en movimiento del eje 16 que determina el apoyo del tapón de cierre 15 contra el pistón 9 para cerrar el canal 10 de tránsito de este último.
En este caso, el método de llenado proporciona que la etapa de cambio de la válvula 11 de la primera a la segunda condición se realice alejando la tapa de cierre 15 del pistón 9, mientras que la etapa de conmutación de la válvula 11 de la segunda a la primera condición se realiza apoyando la tapa de cierre 15 contra el pistón 9.
Sobre todo, dicha boquilla de llenado permite, a través de su respectivo pistón, la gestión controlada de la etapa final de llenado de los envases.
En particular, es posible modular el desplazamiento del pistón hacia la abertura de dispensación para determinar la cantidad y la velocidad del fluido dispensado.
Esto es muy importante ya que permite gestionar la etapa de llenado final de forma diferente según el tipo de fluido dispensado, permitiendo que la boquilla dispensadora se adapte también a fluidos especialmente densos o a fluidos que tienden a formar espuma.
T ambién hay que considerar que de esta forma se pueden evitar golpes de ariete no deseados que puedan dañar los componentes de las boquillas como algunos componentes de las máquinas de llenado.
Claims (5)
1. Una boquilla de llenado (1) para máquinas de llenado, en particular máquinas clasificadoras de peso, para envases tales como bidones, botellas, latas y/o similares, que comprende:
un cuerpo hueco (2) que define un canal interior (3) para el tránsito de un fluido (4), estando provisto el cuerpo hueco (2) de al menos un conducto de suministro (6) del fluido (4) conectable a una respectiva fuente de suministro del fluido (4) y al menos una abertura de dispensación (7) del fluido (4) procedente del conducto de suministro (6);
al menos un miembro de válvula (8) asociado operativamente con la abertura de dispensación (7) del cuerpo hueco (2 ), siendo conmutable el miembro de válvula (8) entre una primera condición, en el que obstruye de forma sellada la abertura de dispensación (7) del cuerpo hueco (2) para evitar que el fluido (4) salga a través de este último y una segunda condición, en el que desengancha la abertura de dispensación (7) del cuerpo hueco (2) para permitir que el fluido (4) salga de este último;
al menos un pistón (9) acoplado operativamente en el canal interior (3) definido por el cuerpo hueco (2), siendo el pistón (9) controlable en cuanto a movimiento y/o conmutación para aislar la abertura de dispensación (7) del cuerpo hueco (2) con respecto al conducto de suministro (6) del fluido (4) y para determinar el flujo de salida controlada, desde la abertura de dispensación (7) del cuerpo hueco (2), del fluido (4) presente entre este último y el pistón (9), en el que el pistón (9) comprende:
al menos un canal de tránsito (10) para el paso del fluido (4);
al menos una válvula (11 ) asociada operativamente con el canal de tránsito (10), siendo la válvula (11 ) conmutable entre una primera condición en la que cierra el canal de tránsito (10) del pistón (9) y una segunda condición, en la que abre el canal de tránsito (10) del pistón (9) permitiendo el tránsito del fluido (4) a través de este último, caracterizado porque el pistón (9) es móvil entre una primera posición, en el que el pistón (9) está dispuesto encima del conducto de suministro (6) relacionado del fluido (4) de manera que el conducto de suministro (6) del cuerpo hueco (2) esté en comunicación fluida con la abertura de dispensación (7) del cuerpo hueco (2) a través del canal interior (3) de este último, y una segunda posición, en el que el pistón (9) está interpuesto entre el conducto de suministro (6) y la abertura de dispensación (7) del cuerpo hueco (2).
2. La boquilla de llenado (1) según la reivindicación 1, en la que el pistón (9) está acoplado con un extremo (12) de un vástago (13) de un accionador (14) opcionalmente eléctrico, comprendiendo la válvula (11) al menos un miembro de tapa (15) acoplado con un extremo (16) de un eje (17) acoplado de manera deslizable, preferiblemente coaxialmente, con el vástago (13) del accionador (14).
3. La boquilla de llenado (1) según la reivindicación 2, en la que el miembro de tapa (15) está colocado en apoyo contra el pistón (9) para cerrar el canal de tránsito (10) de este último cuando la válvula (11) está en la primera condición y está espaciado del pistón (9) dejando el canal de tránsito (10) de este último se abre cuando la válvula (11 ) está en la segunda condición.
4. Boquilla de llenado (1) según cualquier reivindicación, en el que una escala (1a) está asociada con la boquilla de llenado (1 ) para detectar el alcance de un peso de llenado predeterminado indicativo del inicio de una etapa de llenado final en el envase (5) relativo que se está llenando,
5. Boquilla de llenado (1) según la reivindicación 4 y la reivindicación 2 o 3, en el que el pistón (9) con el canal de tránsito (10) cerrado por la válvula (11 ) conmutada en la primera condición, es activado para moverse por el accionador (14) desde la primera a la segunda posición cuando se alcanza el peso indicativo del inicio de una etapa de llenado final, en el envase (5) relativo que se está llenando.
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