IT201800001167A1 - Gruppo valvola per fusto a perdere per liquidi alimentari e fusto a perdere - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione è relativa ad un gruppo valvola per fusto a perdere per liquidi alimentari, in particolare per liquidi alimentari sensibili all’ossidazione dovuta al contatto con aria, quali birra o vino. È oggetto della presente invenzione anche un fusto a perdere per liquidi alimentari che comprende tale gruppo valvola.

Nel settore dei sistemi di distribuzione di bevande alimentari, sono noti fusti a perdere per liquidi alimentari il cui contenitore esterno è destinato ad essere gettato nei rifiuti dopo l’uso. Tale tipologia di fusto include un contenitore esterno, generalmente in plastica sufficientemente rigida da mantenere la propria forma, e una sacca deformabile interna al contenitore esterno e adatta ad accogliere il liquido alimentare. Il fusto comprende generalmente dei mezzi valvolari per l’erogazione del liquido alimentare. Tali mezzi valvolari consentono l’immissione di un fluido in pressione nello spazio tra il contenitore esterno e la sacca deformabile interna, così da comprimere quest’ultima per consentire la fuoriuscita del liquido alimentare.

Inoltre, il fusto comprende delle aperture di sfogo, così che, durante il riempimento della sacca interna con il liquido alimentare, è consentita la fuoriuscita dell’aria intrappolata nello spazio tra sacca interna e contenitore esterno man mano che la sacca interna aumenta il suo volume a causa del riempimento con il liquido alimentare.

Un esempio di tale tipologia di fusti è nota dal documento brevettuale WO2017064653A1.

Nel settore tecnico sopra descritto, è essenziale garantire il mantenimento delle proprietà organolettiche del prodotto alimentare, e, quindi, garantire la protezione dal contatto con l’aria.

In tali fusti noti in plastica, quando il fusto viene sganciato dal sistema di erogazione del liquido alimentare, le aperture di sfogo risultano aperte verso l’ambiente esterno e permettono, quindi la circolazione di aria nello spazio tra sacca interna e contenitore esterno. In maniera sconveniente, se tale sacca interna è parzialmente permeabile ai gas presenti nell’aria, ciò risulta in una degradazione della qualità del liquido alimentare, così come in una perdita di pressione nello spazio tra sacca interna e contenitore esterno.

Scopo della presente invenzione è quello di superare gli inconvenienti sopra riscontrati per i fusti noti e al tempo stesso di mettere a disposizione un gruppo valvola avente caratteristiche di semplicità costruttiva e di migliorata applicabilità ad un fusto a perdere, così da ottenere un fusto a perdere che garantisca una più efficace protezione dall’esposizione all’aria del liquido alimentare.

Tali scopi, nonché altri che appariranno più chiaramente nel seguito, sono raggiunti da un gruppo valvola e da un fusto a perdere in accordo con le rivendicazioni indipendenti allegate. Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite dell’invenzione.

Le caratteristiche ed i vantaggi del gruppo valvola e del fusto a perdere, saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con le figure allegate, in cui:

- la figura 1 mostra una vista in sezione di un fusto a perdere in accordo ad una forma di realizzazione secondo la presente invenzione;

- la figura 2 mostra un esploso di una vista in prospettiva di un gruppo valvola in accordo ad una forma di realizzazione secondo la presente invenzione;

- la figura 3 mostra una vista in sezione longitudinale dell’esploso di figura 2;

- la figura 4 mostra una sezione di elevazione di un gruppo valvola in configurazione di chiusura, in accordo ad una forma di realizzazione secondo la presente invenzione;

- la figura 5 mostra una sezione di elevazione del gruppo valvola di figura 4 in configurazione aperta. In accordo con le figure allegate, con 1 si è complessivamente indicato un fusto del tipo a perdere vantaggiosamente impiegabile per la distribuzione di liquidi alimentari L, quali bevande, ad esempio birra, vino, succo di frutta, soft drinks. Nel proseguo della descrizione si farà riferimento ad un fusto a perdere 1 comprendente un contenitore esterno 3 ed una sacca interna 2 deformabile disposta internamente a quest'ultimo. Tuttavia la presente invenzione è applicabile anche per fusti a perdere sprovvisti di sacca interna 2.

La sacca interna 2 è una sacca deformabile, preferibilmente in materiale polimerico, multistrato, riempibile con un liquido alimentare.

Il contenitore esterno 3 è un guscio rigido, preferibilmente in materiale plastico polimerico, soffiato. Il contenitore esterno 3 è provvisto di un collo 5 comprendente una bocca di accesso 52 alla cavità interna del contenitore esterno 3.

Il fusto 1 comprende anche un gruppo valvola 4 adatto a consentire sia il riempimento della sacca 2 con il liquido alimentare L, che la successiva erogazione del liquido alimentare contenuto all’interno della sacca 2. Il gruppo valvola 4 consente l'ingresso di un fluido di lavoro, ad esempio anidride carbonica o aria compressa, nell'intercapedine 7 tra il contenitore esterno 3 e la sacca deformabile 2, oltre al passaggio (carico e scarico) del liquido alimentare L dall'interno della sacca deformabile 2 verso l'esterno, e viceversa.

Il gruppo valvola 4 è collegabile a mezzi di spillatura e/o riempimento mediante un attacco o innesto (preferibilmente del tipo a baionetta), noto nel settore e non illustrato nelle figure, dotato di un ingresso per il liquido alimentare L ed un ingresso per il fluido di lavoro. Generalmente, l’innesto comprende un regolatore di pressione, atto a misurare e/o regolare la pressione del fluido di lavoro.

In fase di riempimento (detta anche fase di infustamento), il fusto 1 potrà essere installato in un sistema di riempimento presso birrifici, cantine o similari, noti nel settore.

Il sistema di riempimento comprende una botte in pressione contenente il liquido alimentare L (ad esempio birra), collegata ad una linea di carico del liquido alimentare L per il riempimento della sacca interna 2 del fusto 1, e una linea di contro-pressione, collegata a mezzi di contropressione, per l’iniezione di un fluido in pressione (generalmente un gas) nell'intercapedine 7 fra il contenitore esterno 3 e la sacca interna 2.

Il sistema di distribuzione comprende invece un recipiente in pressione di un fluido di lavoro (generalmente un gas), collegato ad una linea di pressione per l’adduzione del fluido di lavoro nell'intercapedine 7 fra il contenitore esterno 3 e la sacca interna 2, e una linea di scarico del liquido alimentare L contenuto nella sacca interna 2 del fusto 1 per l'adduzione del liquido alimentare L ad un dispositivo spillatore.

In fase di erogazione, il fluido di lavoro comprime dall'esterno la sacca deformabile 2 per consentire la risalita del liquido lungo un pescante 100 (o cannula) in comunicazione fluidica con la linea di scarico mediante i il gruppo valvola 4.

La sacca interna 2 deformabile potrà essere realizzata in un materiale multistrato che include almeno un primo strato in materiale polimerico di grado alimentare, ad esempio polietilene (PE), almeno un secondo strato in materiale polimerico, ad esempio poliammide (PA).

Il contenitore esterno 3 può essere realizzato in polietilene tereftalato (PET).

Il gruppo valvola 4 comprende un corpo valvola 10 estendentesi lungo una direzione assiale X e adatto ad essere ancorato ad un collo 5 del fusto a perdere 1. Il corpo valvola 10 comprende un canale centrale 13 coassiale alla direzione assiale X per il passaggio del liquido alimentare L, una bocca di ingresso 11 al canale centrale 13 e un’apertura ausiliaria 12. Tale apertura ausiliaria 12 è distanziata radialmente in una direzione radiale Y (perpendicolare alla direzione assiale) rispetto al canale centrale 13 ed è adatta a consentire il passaggio del fluido di lavoro F.

Il gruppo valvola 4 comprende inoltre un elemento attacco 20, impegnato scorrevolmente con il corpo valvola 10 nella direzione assiale X e comprendente una sede di attacco 25 adatta ad accogliere l’attacco dei mezzi di spillatura.

Un otturatore 30 e un primo elemento elastico 50 sono accolti nel corpo valvola 10 e sono configurati per cooperare tra loro per aprire o chiudere il passaggio di liquido alimentare L attraverso la bocca di ingresso 11 al canale centrale 13. Tale otturatore è movimentabile in traslazione lungo la direzione assiale X rispetto al corpo valvola 10.

Il gruppo valvola 4 comprende inoltre un elemento di chiusura 60 scorrevole rispetto al corpo valvola 10 lungo la direzione assiale X in maniera indipendente rispetto alla traslazione dell’otturatore 30. In altre parole, lo scorrimento dell’elemento di chiusura 60 non comporta necessariamente una traslazione anche dell’otturatore 30 nella direzione assiale X e, inoltre, la traslazione dell’otturatore 30 non comporta necessariamente anche la traslazione dell’elemento di chiusura lungo la direzione assiale X. Tale elemento di chiusura 60 è disposto coassialmente al corpo valvola 10 ed è movimentabile in traslazione dall’elemento attacco 20 in modo tale che, in una posizione di chiusura, l’elemento di chiusura 60 chiude a tenuta l’apertura ausiliaria 12 per impedire il passaggio del fluido di lavoro F attraverso detta apertura ausiliaria 12. Inoltre, in una posizione di apertura dell’elemento di chiusura 60 (mostrata in figura 4), traslata rispetto alla posizione di chiusura (mostrata in figura 5), è consentito il passaggio del fluido di lavoro attraverso detta apertura ausiliaria 12.

Preferibilmente, l’elemento di chiusura 60 è sagomato in forma anulare e comprende una parete anulare superiore 63 nella quale sono alloggiate una prima guarnizione di tenuta 61 e una seconda guarnizione di tenuta 62 a diametro maggiore rispetto alla prima guarnizione di tenuta 61. Tale parete anulare superiore 63 è adatta ad andare in battuta a tenuta, ad esempio mediante le guarnizioni di tenuta 61 e 62, con una parete di battuta inferiore 131 del corpo valvola 10 che sporge radialmente rispetto al canale centrale 13, preferibilmente in prossimità della bocca di ingresso 11.

In accordo ad una forma di realizzazione secondo l’invenzione, il gruppo valvola 4 comprende secondi mezzi elastici 70, disposti attorno al corpo valvola 10 e configurati per cooperare con l’elemento di chiusura 60 per riportare detto elemento di chiusura 60 dalla posizione di apertura alla posizione di chiusura.

Preferibilmente, l’elemento attacco 20, comprende una o più protuberanze 21, 22 che si estendono nella direzione assiale X e che attraversano l’apertura ausiliaria 12. Tali una o più protuberanze 21, 22 sono disposte a contatto con l’elemento di chiusura 60 per movimentarlo in traslazione per effetto della traslazione dell’elemento attacco 20.

Di preferenza, l’elemento attacco comprende una parete anulare 23 che si protende in direzione assiale X. Tale parete anulare 23 è disposta coassialmente al canale centrale 13 ed è traslabile a tenuta su una parete di canale 130, che definisce il canale centrale 13. Preferibilmente, la tenuta è garantita da una guarnizione di tenuta attacco 24.

Inoltre, in accordo alla forma di realizzazione mostrata nelle figure allegate, la parete anulare 23 scorre in una sede anulare 132 ricavata nel corpo valvola 10 e disposta attorno alla parete di canale 130.

La parete di canale 130 è la parete dalla quale, di preferenza, sporge la parete di battuta inferiore 131 del corpo valvola 10.

Preferibilmente, le protuberanze 21, 22 sono disposte attorno e in maniera distanziata alla parete anulare 23 nella direzione radiale Y. Ciò consente di movimentare l’elemento di chiusura 60 senza dover necessariamente passare attraverso il canale centrale 13 e la sua bocca di ingresso 11. Inoltre, la tenuta garantisce che il fluido di lavoro F non passi nel canale centrale 13. In accordo ad una forma di realizzazione dell’invenzione, il gruppo valvola 4 comprende inoltre un corpo di supporto 40, unito al corpo valvola 10 e comprendente una sede di supporto 41 adatta a supportare direttamente o indirettamente il primo elemento elastico 50. Tale sede di supporto 41 è inoltre adatta ad accogliere e supportare una porzione dell’elemento pescante 100 per il passaggio del liquido alimentare da e/o verso l’interno del fusto.

Preferibilmente, il corpo di supporto 40 è supportato soltanto dal corpo valvola 10, cioè non è destinato ad essere vincolato direttamente al collo del fusto a perdere.

Di preferenza, nella forma di realizzazione del fusto che prevede la sacca interna 2 alloggiata internamente al contenitore esterno, tale sacca interna 2 è unita al corpo di supporto 40, preferibilmente mediante termosaldatura.

In accordo ad una forma di realizzazione, il gruppo valvola 4 comprende un elemento anulare 80 disposto tra il corpo di supporto 40 e l’elemento di chiusura 60. Tale elemento anulare 80 è disposto in appoggio sul corpo di supporto 40. In tale elemento anulare 80 è ricavata almeno una sede di vincolo 81, 82, 83, 84, 85, 86 adatta ad accogliere i secondi elementi elastici 70.

Preferibilmente, i secondi mezzi elastici 70 comprendono una pluralità di elementi a molla 71, 72, 73, 74, 75, 76 disposti anularmente ed in maniera distanziata tra loro in maniera coassiale alla direzione assiale X. Inoltre, ciascuno di tali elementi a molla 71, 72, 73, 74, 75, 76 è accolto in una rispettiva sede di vincolo 81, 82, 83, 84, 85, 86.

In accordo ad una forma preferita di realizzazione, il gruppo valvola comprende un elemento di serraggio 90 anulare, ancorabile mediante fissaggio a vite o a baionetta al collo 5 del fusto a perdere 1. Tale elemento di serraggio 90 comprende una superficie di battuta 91 adatta a serrare il corpo valvola 10 tra un bordo superiore 51 del collo 5 del fusto 1 e la superficie di battuta 91, così da impedire la traslazione e la rotazione del corpo valvola 10 rispetto al collo 5.

Il funzionamento della gruppo valvola 4, prevede quindi che, quando viene inserito un innesto dei mezzi di spillatura o di infustamento del fusto nella sede di attacco 25 del gruppo valvola 4, la traslazione nella direzione assiale X dell’elemento attacco 20 verso il basso, cioè verso la cavità interna del fusto, provoca a sua volta la traslazione dell’elemento di chiusura 60 per interferenza dell’elemento attacco 20 con l’elemento di chiusura 60, ad esempio mediante le protuberanze 21, 22. Ciò crea un passaggio del fluido di lavoro F da una zona superiore S all’elemento attacco ad una zona inferiore I all’elemento attacco o viceversa a seconda che si tratti di un’operazione di spillatura oppure di riempimento del fusto.

Contemporaneamente, l’innesto dei mezzi di spillatura o di infustamento sospingono verso il basso l’otturatore per il passaggio del liquido L da/verso la sacca interna 2. La traslazione dell’otturatore 30 esegue una corsa che è indipendente dalla corsa seguita dell’elemento di chiusura 60. È chiaro che, nel caso di fusto senza sacca interna, il fluido di lavoro F passa nella cavità interna del fusto direttamente a contatto con il liquido alimentare.

È da notare che, l’apertura e la chiusura del passaggio di fluido di lavoro da/verso l’intercapedine 7 avviene senza che la sacca interna e/o il pescante subiscano traslazioni, in quanto l’elemento di chiusura 60 trasla rispetto al corpo valvola 10, sul quale è ancorato il corpo di supporto 40, preferibilmente a tenuta mediante mezzi di avvitamento.

Inoltre, mentre nel caso di fusto provvisto di sacca interna è preferibile adoperare un pescante 100 provvisto di aperture sulla parete laterale (come mostrato nelle figure allegate), nel caso di fusto senza sacca interna è preferibile utilizzare un pescante con una sola apertura verso il fondo del fusto.

Innovativamente, il gruppo valvola ed il fusto a perdere secondo la presente invenzione consentono di superare gli inconvenienti riscontrati nei fusti noti. In particolare, il gruppo valvola secondo la presente invenzione consente di impedire la comunicazione dell’intercapedine tra sacca interna e contenitore esterno con l’ambiente esterno, garantendo una migliorata qualità del liquido alimentare nel tempo ed evitando la perdita di pressione nel fusto quando il fusto è sganciato dai sistemi di spillatura del liquido alimentare.

In maniera vantaggiosa, inoltre, l’apertura e la chiusura della valvola avviene senza che siano movimentati né il pescante 100, né la sacca interna attraverso il corpo di supporto 40. Ciò garantisce che la sacca non venga usurata durante l’utilizzo a causa dei movimenti che invece avvengono nei dispositivi dell’arte nota.

Inoltre, la presenza del corpo di supporto 40, permette di poter utilizzare in maniera semplice e immediata il gruppo valvola sia in fusti con sacca interna, sia con fusti senza sacca interna.

Inoltre, in maniera vantaggiosa, la presenza di una movimentazione indipendente tra elemento di chiusura 60 e otturatore 30, consente di evitare che l’eventuale danneggiamento di uno dei due elementi comprometta il funzionamento dell’altro, rendendo quindi il gruppo valvola più robusto ad eventuali fallimenti.

Ulteriormente in maniera vantaggiosa, il gruppo valvola secondo la presente invenzione è di particolare facile installazione all’interno del collo di un fusto a perdere, dato che necessita soltanto di un’operazione di serraggio dell’elemento di serraggio 90 sul collo del fusto, una volta che il corpo valvola 10 è stato inserito nel collo. In particolare, inoltre, l’assemblaggio dell’intero fusto a perdere è notevolmente semplificato. Infatti, il tecnico responsabile dell’assemblaggio non dovrà far altro che inserire all’interno del fusto il corpo valvola già preassemblato con il corpo di supporto 40 su cui è fissata la sacca e successivamente serrare il tutto mediante l’elemento di serraggio 90. L’assemblaggio è quindi molto rapido e non richiede ulteriori complicate operazioni.

E' chiaro che un tecnico del ramo, al fine di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare modifiche all’invenzione sopra descritta, tutte peraltro contenute nell'ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo valvola (4) per fusto a perdere (1) per liquido alimentare (L), detto liquido alimentare (L) essendo destinato ad essere spillato dal fusto mediante mezzi di spillatura comprendenti un attacco collegabile al gruppo valvola (4) per l’iniezione di un fluido di lavoro, quale un gas, detto gruppo valvola (4) comprendendo: - un corpo valvola (10) estendentesi lungo una direzione assiale (X) e adatto ad essere ancorato ad un collo (5) del fusto a perdere (1), detto corpo valvola (10) comprendendo un canale centrale (13) coassiale alla direzione assiale (X) per il passaggio del liquido alimentare (L), una bocca di ingresso (11) al canale centrale (13) e un’apertura ausiliaria (12), detta apertura ausiliaria (12) essendo distanziata radialmente in una direzione radiale (Y) rispetto al canale centrale (13) ed essendo adatta a consentire il passaggio del fluido di lavoro; - un elemento attacco (20), impegnato scorrevolmente con il corpo valvola (10) nella direzione assiale (X) e comprendente una sede di attacco (21) adatta ad accogliere l’attacco dei mezzi di spillatura; - un otturatore (30) e un primo elemento elastico (50) accolti nel corpo valvola (10) e configurati per cooperare tra loro per aprire o chiudere il passaggio di liquido alimentare attraverso la bocca di ingresso (11) al canale centrale (13), detto otturatore essendo movimentabile in traslazione lungo la direzione assiale (X) dell’otturatore rispetto al corpo valvola (10); - un elemento di chiusura (60) scorrevole rispetto al corpo valvola (10) lungo la direzione assiale (X) in maniera indipendente rispetto alla traslazione dell’otturatore (30), detto elemento di chiusura essendo disposto coassialmente al corpo valvola (10) ed essendo movimentabile in traslazione dall’elemento attacco (20) in modo tale che, in una posizione di chiusura, l’elemento di chiusura (60) chiude a tenuta l’apertura ausiliaria (12) per impedire il passaggio del fluido di lavoro attraverso detta apertura ausiliaria (12), e che, in una posizione di apertura dell’elemento di chiusura (60), traslata rispetto alla posizione di chiusura, è consentito il passaggio del fluido di lavoro attraverso detta apertura ausiliaria (12).
2. 2. Gruppo valvola (4) secondo la rivendicazione 1, comprendente secondi mezzi elastici (70), disposti attorno al corpo valvola (10) e configurati per cooperare con l’elemento di chiusura (60) per riportare detto elemento di chiusura(60) dalla posizione di apertura alla posizione di chiusura.
3. 3. Gruppo valvola (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’elemento attacco (20), comprende una o più protuberanze (21, 22) che si estendono nella direzione assiale (X) e che attraversano l’apertura ausiliaria (12), dette una o più protuberanze (21, 22) essendo disposte a contatto con l’elemento di chiusura (60) per movimentarlo in traslazione per effetto della traslazione dell’elemento attacco (20).
4. 4. Gruppo valvola (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il corpo valvola (10) comprende una parete di canale (130), in cui l’elemento attacco comprende una parete anulare (23) che si protende in direzione assiale (X), detta parete anulare (23) essendo coassiale al canale centrale (13) ed essendo traslabile a tenuta su detta parete di canale (130).
5. 5. Gruppo valvola (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un corpo di supporto (40), unito al corpo valvola (10) e comprendente una sede di supporto (41) adatta a supportare direttamente o indirettamente il primo elemento elastico e adatta ad accogliere e supportare una porzione di un elemento pescante (100) per il passaggio del liquido alimentare da e/o verso l’interno del fusto.
6. 6. Gruppo valvola (4) secondo la rivendicazione 5, in cui corpo di supporto (40) è supportato soltanto dal corpo valvola (10), cioè non è destinato ad essere vincolato direttamente al collo del fusto a perdere.
7. 7. Gruppo valvola (4) secondo la rivendicazione 2 e la rivendicazione 5 o 6, comprendente un elemento anulare (80) disposto tra il corpo di supporto (40) e l’elemento di chiusura (60), detto elemento anulare (80) essendo in appoggio sul corpo di supporto (40) e in detto elemento anulare (80) essendo ricavata almeno una sede di vincolo (81, 82, 83, 84, 85, 86) adatta ad accogliere i secondi elementi elastici (70).
8. 8. Gruppo valvola (4) secondo la rivendicazione 7, in cui i secondi mezzi elastici (70) comprendono una pluralità di elementi a molla (71, 72, 73, 74, 75, 76) disposti anularmente ed in maniera distanziata tra loro in maniera coassiale alla direzione assiale (X), ciascuno di detti elementi a molla (71, 72, 73, 74, 75, 76) essendo accolto in una rispettiva sede di vincolo (81, 82, 83, 84, 85, 86).
9. 9. Gruppo valvola (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un elemento di serraggio (90) anulare, ancorabile mediante fissaggio a vite o a baionetta al collo (5) del fusto a perdere (1), comprendente una superficie di battuta (91) adatta a serrare il corpo valvola (10) tra un bordo superiore (51) del collo (5) del fusto detta superficie di battuta (91) per impedire la traslazione e la rotazione del corpo valvola (10) rispetto al collo (5).
10. 10. Gruppo valvola (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’elemento di chiusura (60) è sagomato in forma anulare e comprende una parete anulare superiore (63) nella quale sono alloggiate una prima guarnizione di tenuta (61) e una seconda guarnizione di tenuta (62) a diametro maggiore rispetto alla prima guarnizione di tenuta (61).
11. 11. Fusto (1) a perdere per liquidi alimentari, ad esempio per birra, comprendente: - un contenitore esterno (3) in materiale plastico comprendente un collo (5) avente una bocca di accesso (52) alla cavità interna (6) del contenitore esterno (3); - un gruppo valvola (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10 per il riempimento e lo svuotamento del contenitore (3).
12. 12. Fusto a perdere (1) per liquidi alimentari secondo la rivendicazione 11, comprendente una sacca interna (2), alloggiata internamente al contenitore esterno (3) e unita al corpo di supporto (40).
13. 13. Fusto a perdere (1) per liquidi alimentari secondo la rivendicazione 12, in cui la sacca interna (2) è termosaldata con il corpo di supporto (40).