IT201800003007A1

IT201800003007A1 - Apparecchiatura per il riempimento di contenitori con quantità dosate di materiale in polvere

Info

Publication number: IT201800003007A1
Application number: IT102018000003007A
Authority: IT
Inventors: Sandro Naldi
Original assignee: Romaco Srl
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2018-02-23
Publication date: 2019-08-23
Also published as: WO2019162980A1; CN111770882B; CN111770882A; ES2907110T3; EP3755629A1; EP3755629B1

Description

Descrizione

APPARECCHIATURA PER IL RIEMPIMENTO DI CONTENITORI CON

QUANTITÀ DOSATE DI MATERIALE IN POLVERE

Campo tecnico

La presente invenzione ha per oggetto una apparecchiatura per il riempimento di contenitori con quantità dosate di materiale in polvere.

Arte nota

È nota da tempo l’esigenza di riempire in modo automatico appositi contenitori, quali ad esempio flaconi e simili, con una predeterminata quantità di materiale in polvere.

Sono state pertanto sviluppate apparecchiature che permettono di introdurre quantità dosate di un materiale in polvere in relativi contenitori trasportati in successione lungo una linea di alimentazione.

Secondo una tipologia nota, tali apparecchiature comprendono una ruota di dosaggio girevole intorno a un asse di rotazione sostanzialmente orizzontale. La ruota di dosaggio è disposta al di sotto di una tramoggia contenente il materiale in polvere da introdurre nei contenitori. La ruota di dosaggio presenta una serie di canali realizzati in una porzione periferica della ruota stessa; in ciascun canale è inserito un pistone atto a delimitare una camera di raccolta del materiale in polvere. Ciascuna camera è associata a mezzi di aspirazione atti a creare al suo interno una condizione di vuoto in modo da aspirare una predeterminata quantità di materiale in polvere dalla tramoggia all’interno della camera, quando la camera occupa una posizione di lavoro in prossimità della tramoggia. In ciascuna camera è introdotto, mediante mezzi di conduzione, un fluido quale ad esempio aria compressa, per scaricare la quantità di materiale in polvere dalla camera a un rispettivo contenitore.

Il brevetto US 3,656,518 descrive una apparecchiatura per il riempimento di contenitori con un materiale in polvere comprendente una ruota di dosaggio montata girevole su un albero di rotazione recato da un telaio di sostegno. Al di sopra della ruota di dosaggio è collocata una tramoggia contenente il materiale in polvere. La ruota di dosaggio presenta una pluralità di aperture che si estendono lungo direzioni radiali dalla periferia verso il centro della ruota stessa. In ciascuna apertura è inserito un manicotto nel quale è disposto scorrevole un pistone comprendente uno stelo e una testa; la testa del pistone è realizzata di un materiale poroso ai gas ma impermeabile ai materiali in polvere. La testa del pistone delimita nel manicotto una camera di dosaggio atta a raccogliere una predefinita quantità di materiale in polvere. Lo stelo di ciascun pistone definisce a una estremità un inseguitore di camma posto a contatto con mezzi a camma atti ad azionare in traslazione il pistone all’interno del manicotto. Ciascuna camera di dosaggio è provvista di un’apertura laterale comunicante con un organo di supporto associato posteriormente alla ruota. L’organo di supporto conforma un canale arcuato che si estende per l’arco di circonferenza compreso tra la posizione di carico del materiale e la posizione di scarico del materiale e svolge la funzione di consentire di trattenere il materiale in polvere nella camera. L’apertura laterale e il canale dell’organo di supporto sono connessi a una pompa a vuoto atta a creare una condizione di vuoto in ciascuna camera oltre che nel canale, rispettivamente al fine di aspirare il materiale in polvere dalla tramoggia quando la camera è posizionata in corrispondenza della tramoggia e consentire di trattenere il materiale nella stessa camera durante la rotazione della ruota di dosaggio fino alla posizione di scarico.

Un’altra apparecchiatura di tale tipologia è illustrata nel brevetto EP 202868.

Un settore specifico di impiego di tali apparecchiature è quello farmaceutico. In tale settore si presenta la necessità di riempire automaticamente contenitori di dimensioni ridotte con quantità dosate di un prodotto farmaceutico in polvere garantendo una elevata precisione e ripetibilità all’operazione di dosaggio del prodotto.

In particolare, nel citato settore dei prodotti farmaceutici in polvere, quali le polveri per soluzioni iniettabili, per controllare meglio il dosaggio del principio attivo, è stata adottata la soluzione di riempire i contenitori solamente con il principio attivo, escludendo gli eccipienti.

Tale soluzione consente, da una parte, di effettuare un controllo migliore sulla quantità di materiale corrispondente alla dose unitaria di prodotto da inserire nel rispettivo contenitore ma dall'altra parte determina il problema di gestire delle quantità di prodotto in polvere molto piccole, inferiori rispetto alle quantità di prodotto trattate nel caso delle miscele comprendenti il principio attivo e gli eccipienti. Le apparecchiature per il riempimento di contenitori note presentano delle limitazioni dimensionali e strutturali che rendono difficile la gestione di quantità molto piccole di prodotto in polvere.

Un ulteriore problema da considerare è che devono essere sempre soddisfatti i requisiti di precisione e ripetibilità dell'operazione di dosaggio che sono particolarmente stringenti nel settore farmaceutico.

Presentazione dell’invenzione

Il compito della presente invenzione è quello di risolvere i problemi citati, escogitando una apparecchiatura che consenta di operare automaticamente il riempimento di contenitori con quantità dosate di materiale in polvere anche in dosi molto ridotte.

Un altro scopo dell’invenzione è quello di fornire una apparecchiatura che permetta di eseguire le operazioni di dosaggio e di riempimento dei contenitori con una elevata precisione e ripetibilità.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di escogitare una apparecchiatura che sia strutturalmente robusta.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di fornire una apparecchiatura per il riempimento di contenitori con un materiale in polvere di semplice concezione costruttiva e funzionale, dotata di funzionamento sicuramente affidabile, di impiego versatile, nonché di costo relativamente economico.

Gli scopi citati vengono raggiunti, secondo la presente invenzione, dalla apparecchiatura per il riempimento di contenitori con quantità dosate di materiale in polvere secondo la rivendicazione 1.

L’apparecchiatura per il riempimento di contenitori con quantità dosate di materiale in polvere comprende una ruota di dosaggio girevole intorno ad un asse di rotazione sostanzialmente orizzontale, detta ruota di dosaggio comprendendo una pluralità di canali che si estendono lungo rispettive direzioni radiali a partire da un bordo periferico di detta ruota di dosaggio verso il centro di detta ruota di dosaggio; una tramoggia disposta superiormente rispetto a detta ruota di dosaggio e atta a contenere detto materiale in polvere; una pluralità di pistoni inseriti scorrevoli rispettivamente all’interno di detti canali, ciascun pistone comprendendo uno stelo e una testa solidale a una estremità di detto stelo, ciascun pistone definendo in detto canale una camera di calibrazione predisposta per raccogliere una quantità dosata di detto materiale in polvere, detta camera di calibrazione essendo delimitata da detta testa di detto relativo pistone e da una parete interna di detto rispettivo canale; un gruppo di regolazione ,associato a detta ruota di dosaggio, atto a consentire di regolare la posizione di ciascun pistone all’interno di detto rispettivo canale; mezzi di conduzione comunicanti con detti canali e atti a essere collegati alternativamente a una fonte di pressione negativa e a una fonte di pressione positiva, in modo rispettivamente da creare una condizione di vuoto in ciascuna detta camera di calibrazione e in modo da introdurre un flusso di un fluido all’interno di detta camera di calibrazione, detta testa di ciascun detto pistone presentando una sezione trasversale di diametro inferiore rispetto al diametro della sezione trasversale di una porzione terminale di detto stelo, detta porzione terminale essendo opposta a detta testa.

Preferibilmente il diametro della sezione trasversale della testa di ciascun detto pistone presenta un valore compreso tra circa 3,5 mm e circa 4 mm.

Preferibilmente detto diametro della sezione trasversale di ciascuna detta testa presenta un valore di circa 4 mm.

Preferibilmente detta testa comprende un elemento di filtraggio provvisto di una pluralità di fori atti a garantire la permeabilità di detta testa ai mezzi gassosi e l’impermeabilità di detta testa a detto materiale in polvere.

Preferibilmente il diametro della porzione terminale dello stelo presenta un valore di circa 5 mm.

Preferibilmente detta ruota di dosaggio comprende un corpo discoidale al cui interno sono realizzati detti canali, ciascun detto canale presentando in corrispondenza di detto bordo periferico un’apertura che lo mette in comunicazione con l’ambiente esterno.

Preferibilmente ciascun detto canale presenta una sezione trasversale che aumenta a partire da detto bordo periferico verso il centro di detto corpo discoidale. Vantaggiosamente ciascun detto canale comprende un tratto in prossimità di una parte centrale di detto corpo discoidale che è configurato per permettere l’inserimento di detto relativo pistone in fase di assemblaggio.

Preferibilmente detto tratto in prossimità della parte centrale del corpo discoidale presenta una sezione trasversale maggiore della sezione della porzione terminale di detto pistone. In tal modo è possibile, in fase di assemblaggio, inserire il pistone all’interno del canale dal centro del corpo discoidale.

Preferibilmente ciascun detto canale comprende un tratto terminale dal lato di detto bordo periferico presentante un diametro della sezione trasversale sostanzialmente corrispondente, a meno di un gioco, al diametro della sezione trasversale di detta testa di detto relativo pistone.

Preferibilmente detto gruppo di regolazione comprende una pluralità di elementi attuatori connessi a rispettivi pistoni.

Preferibilmente detti elementi attuatori sono realizzati da perni.

Preferibilmente ciascun perno è inserito in un foro corrispondente realizzato nella porzione terminale del relativo pistone.

Preferibilmente detti elementi attuatori sono vincolati a un anello di regolazione e a una relativa guida di scorrimento.

Preferibilmente detto anello di regolazione è associato frontalmente al corpo discoidale e occupa una porzione sostanzialmente centrale del corpo discoidale.

Preferibilmente detto anello di regolazione comprende una serie di scanalature che definiscono una serie di spirali che si sviluppano dal centro verso la periferia. Preferibilmente dette spirali sono spirali di Archimede.

Preferibilmente detto gruppo di regolazione comprende una serie di dette guide di scorrimento, una per ciascun elemento attuatore, che si estendono lungo rispettive direzioni radiali del corpo discoidale.

Vantaggiosamente detto anello di regolazione è azionabile in rotazione intorno a detto asse di rotazione sostanzialmente orizzontale per spostare simultaneamente gli elementi attuatori lungo una direzione radiale, all’interno di dette relative guide di scorrimento, in modo da traslare i corrispondenti pistoni lungo i relativi canali. Preferibilmente detti mezzi di conduzione comprendono una pluralità di condotti, uno per ciascun detto canale.

Preferibilmente detti condotti sono inclinati rispetto ai rispettivi canali di un predeterminato angolo di inclinazione presentante un valore minore di 90°.

Preferibilmente detto angolo di inclinazione presenta un valore di circa 50°. Si è osservato sperimentalmente che la disposizione di ciascun condotto con un angolo di inclinazione presentante il suddetto valore è vantaggioso in termini di prestazioni fluidodinamiche. In particolare, dai risultati sperimentali si osserva una diminuzione dei fenomeni di turbolenza e ciò contribuisce a rendere l’apparecchiatura maggiormente precisa e dotata di una elevata ripetibilità.

Preferibilmente detto angolo di inclinazione è considerato l’angolo compreso tra l’asse longitudinale mediano di ciascun condotto e l’asse longitudinale mediano del relativo canale.

Preferibilmente detti condotti si estendono dai rispettivi canali fino a una superficie posteriore della ruota di dosaggio.

Preferibilmente alla superficie posteriore di detto corpo discoidale è associato un organo distributore che occupa una posizione fissa durante la rotazione del disco, detto organo distributore essendo atto a essere connesso a detta fonte di pressione positiva o a detta fonte di pressione negativa.

Preferibilmente detti condotti sono messi in comunicazione, in determinate fasi di funzionamento della ruota di dosaggio, con detto organo distributore.

Breve descrizione dei disegni

I particolari dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita della apparecchiatura per il riempimento di contenitori con quantità dosate di materiale in polvere secondo l’invenzione, illustrata a titolo indicativo negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 mostra una vista frontale della apparecchiatura per il riempimento di contenitori con quantità dosate di materiale in polvere secondo l’invenzione; la figura 2 mostra una vista frontale di un particolare della apparecchiatura in oggetto;

la figura 3 mostra una vista in sezione ingrandita del suddetto particolare secondo il piano di traccia III-III nella figura 2;

la figura 4 mostra una vista frontale di un ulteriore particolare della apparecchiatura secondo l’invenzione;

le figure 5 e 6 mostrano rispettivamente una vista frontale posteriore e una vista in sezione secondo il piano di traccia VI-VI del particolare illustrato nella figura 4; le figura 7 mostra una vista frontale ingrandita del particolare illustrato nella figura 4;

la figura 8 mostra una vista frontale di un ulteriore particolare della apparecchiatura;

le figure 9 e 10 mostrano una vista frontale e una vista dall'alto di un ulteriore particolare della apparecchiatura.

Forme di realizzazione dell’invenzione

Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato nell’insieme con 1 l’apparecchiatura per il riempimento di contenitori con quantità dosate di materiale in polvere secondo la presente invenzione.

Si precisa che, nella descrizione che segue, il termine circa fa riferimento ad un intervallo di valori nell’intorno del valore indicato che tengono conto delle tolleranze previste nel settore tecnico. L’apparecchiatura 1 comprende una ruota di dosaggio 2 predisposta per dosare predefinite quantità del materiale in polvere e per riempire una serie di contenitori con tali quantità dosate di materiale in polvere, ad esempio un prodotto farmaceutico.

I contenitori sono preferibilmente costituiti da appositi flaconi.

Il materiale in polvere è inserito all’interno di una tramoggia 3 disposta al disopra di una ruota di dosaggio 2. La tramoggia 3 è alimentata da un apposito serbatoio, non rappresentato, nel quale è predisposto il materiale in polvere. La tramoggia 3 può comprendere mezzi di miscelazione atti a garantire un continuo mescolamento del materiale.

I contenitori da riempire sono disposti in successione lungo una linea di alimentazione che può comprendere un nastro trasportatore atto a definire una superficie operativa sulla quale i contenitori sono disposti in appoggio.

Il nastro trasportatore alimenta i contenitori alla ruota di dosaggio 2. In particolare, il nastro trasportatore comprende almeno un tratto che si estende al di sotto della ruota di dosaggio 2 in modo che sia effettuata l’operazione di riempimento.

Nel caso in cui il materiale in polvere sia un prodotto farmaceutico, l’apparecchiatura 1 è installata all’interno di una camera sterile caratterizzata da parametri ambientali quali la temperatura, la pressione, l’umidità e la composizione dell’aria con valori compresi all’interno di prefissati intervalli. Nella camera sterile è presente un sistema di filtraggio a elevata efficienza, ad esempio un filtro HEPA atto a garantire che sia mantenuto un adeguato livello di pulizia dell’aria della camera.

La ruota di dosaggio 2 è supportata girevole da un albero associato a un telaio di supporto, non visibile nelle figure. Più precisamente, la ruota di dosaggio 2 è azionata in rotazione intorno a un asse di rotazione A sostanzialmente orizzontale da un organo motore non rappresentato. Preferibilmente la ruota di dosaggio 2 è azionata in rotazione con moto intermittente.

La ruota di dosaggio 2 comprende un corpo discoidale 4 provvisto di una pluralità di canali 5 che si estendono lungo rispettive direzioni radiali a partire da un bordo periferico 6 verso il centro del corpo discoidale 4. I canali 5 sono regolarmente distribuiti sul corpo discoidale 4 e sono disposti alla medesima distanza angolare l’uno rispetto all’altro.

Ciascun canale 5 è realizzato all’interno del corpo discoidale 4 e presenta all’estremità in corrispondenza del bordo periferico 6 un’apertura 7 che lo mette in comunicazione con l’ambiente esterno. Il diametro della sezione trasversale di ciascun canale 5 varia lungo la direzione radiale aumentando dal bordo periferico 6 verso il centro. In particolare, ciascun canale 5 comprende un tratto terminale 8 dal lato del bordo periferico 6 presentante un diametro della sezione trasversale d0 sostanzialmente corrispondente, a meno di un gioco, al diametro d4 della sezione trasversale della testa di un pistone inserito al suo interno, come sarà spiegato meglio di seguito.

Il tratto di ciascun canale 5 disposto in prossimità di una parte centrale C del corpo discoidale 4 è invece configurato in modo da consentire, in fase di assemblaggio, l’inserimento di un relativo pistone. Più in particolare, il tratto in prossimità della parte centrale C del corpo discoidale 4 presenta una sezione trasversale maggiore della sezione della porzione terminale del pistone.

All’interno di ciascun canale 5 è inserito scorrevole un pistone 9 atto a definire una camera di calibrazione 10 predisposta per raccogliere una predeterminata quantità di materiale in polvere.

Ciascun pistone 9 comprende uno stelo 11 e una testa 12 solidale a un’estremità dello stelo 11. Nella configurazione di montaggio, lo stelo 11 si estende per una parte del canale 5 e la testa 12 è rivolta verso il bordo periferico 6.

La testa 12 presenta preferibilmente una foggia a cilindro cavo e comprende un elemento di filtraggio 13 montato su una superficie di base.

L’elemento di filtraggio 13 comprende una pluralità di fori 14 aventi una dimensione prestabilita in modo da garantire una permeabilità ai mezzi gassosi e una impermeabilità al materiale in polvere.

Lo stelo 11 presenta una sezione trasversale decrescente da una estremità opposta alla testa 12 fino all’estremità solidale alla testa 12. Più precisamente, lo stelo 11 conforma una prima porzione terminale 15 opposta all’estremità in corrispondenza della quale è disposta la testa 12, e una seconda porzione intermedia 16, contigua alla porzione terminale 15, che presenta un primo restringimento di sezione trasversale. Il diametro d2 della porzione intermedia 16 è inferiore rispetto al diametro d1 della porzione terminale 15.

Lo stelo 11 conforma una terza porzione 17 adiacente alla porzione intermedia 16 che presenta un ulteriore restringimento di sezione trasversale con un diametro d3 inferiore rispetto al diametro d2. Alla terza porzione dello stelo 11 è associata solidalmente la testa 12 del pistone 9.

Il diametro d4 della sezione trasversale della testa 12 è minore rispetto al diametro d1 della sezione trasversale della porzione terminale 15 dello stelo 11. Preferibilmente il diametro d4 della sezione trasversale della testa 12 ha un valore compreso tra circa 3,5 mm e 4 mm. Ancor più preferibilmente il diametro d4 della sezione trasversale della testa 12 ha un valore di circa 4 mm.

Preferibilmente il diametro d1 della porzione terminale 15 dello stelo 11 ha un valore di circa 5 mm.

Ciascuna camera di calibrazione 10 è delimitata dalla parete interna del rispettivo canale 5, in particolare dal tratto terminale 8 del canale 5, e dalla superficie di base della testa 12 del pistone 9.

Da prove sperimentali si è osservato che prevedendo un pistone con un diametro della testa 12 di circa 4 mm e considerando un materiale con un peso specifico di 0,55 g/cm<3>, la quantità di materiale in polvere che la camera di calibrazione 10 può contenere è compresa tra un valore minimo di 20 mg a un valore massimo di 60 mg.

L'intervallo di valori di quantità di materiale contenuto nella camera corrisponde all'intervallo entro il quale è possibile variare il volume della camera di calibrazione 10.

La regolazione del volume della camera 10 è effettuata regolando la posizione assunta dal pistone 9 all’interno del canale 5. Lo scorrimento dei pistoni 9 nei rispettivi canali 5 è azionato da un gruppo di regolazione 18 associato alla ruota di dosaggio 2.

Il gruppo di regolazione 18 comprende una pluralità di elementi attuatori 19 connessi a rispettivi pistoni 9.

Ciascun pistone 9 conforma un foro 20 nella porzione terminale 15 attraverso il quale è inserito il rispettivo elemento attuatore 19. Gli elementi attuatori sono preferibilmente costituiti da perni 19. I perni 19 sono vincolati a un anello di regolazione 21 e a una relativa guida 22. .

L’anello di regolazione 21 è associato frontalmente al corpo discoidale 4 e occupa una porzione sostanzialmente centrale del corpo discoidale 4. L’anello di regolazione 21 comprende una serie di scanalature 23 che definiscono una serie di spirali che si sviluppano dal centro verso la periferia. Le spirali 23 sono spirali di Archimede.

Il gruppo di regolazione 18 prevede una pluralità di guide di scorrimento 22, una per ciascun perno 19, che si estendono lungo rispettive direzioni radiali del corpo discoidale 4. La lunghezza di ciascuna guida 22 è pari alla corsa del pistone 9. L’ anello di regolazione 21 è azionabile in rotazione intorno all’asse sostanzialmente orizzontale A per spostare simultaneamente i perni 19 lungo una direzione radiale, all’interno delle relative guide 22, e quindi traslare i corrispondenti pistoni 9 lungo i relativi canali 5.

Ciascun canale 5 è in comunicazione con mezzi di conduzione 24 atti ad essere collegati a una fonte di pressione negativa in modo da creare una condizione di vuoto in ciascuna camera di calibrazione 10 per aspirare una predeterminata quantità di materiale in polvere dalla tramoggia 3. Tali mezzi di conduzione 24 sono altresì collegabili a una fonte di pressione positiva per introdurre nel canale 5 un flusso di un fluido, ad esempio aria compressa, atto a permettere lo scarico del materiale in polvere contenuto nella camera di calibrazione 10 verso un relativo contenitore da riempire. La fonte di pressione negativa è ad esempio una pompa a vuoto. La fonte di pressione positiva è ad esempio un compressore.

I mezzi di conduzione 24 comprendono una pluralità di condotti, uno per ciascun canale 5, che sono inclinati rispetto ai rispettivi canali 5 di un predeterminato angolo α. L’angolo α è considerato l’angolo compreso tra l’asse longitudinale mediano del condotto 24 e l’asse longitudinale mediano del canale 5. L’angolo α presenta un valore minore di 90°. Preferibilmente l’angolo α presenta un valore di circa 50 °.

Si è osservato sperimentalmente che la disposizione del condotto 24 con un angolo di inclinazione presentante i suddetti valori è vantaggioso in termini di prestazioni fluidodinamiche. In particolare, dai risultati sperimentali si osserva una diminuzione dei fenomeni di turbolenza e ciò contribuisce a rendere l’apparecchiatura maggiormente precisa e dotata di una elevata ripetibilità.

I condotti 24 si estendono dai rispettivi canali 5 fino a una superficie posteriore della ruota di dosaggio 2 e sono messi in comunicazione, in determinate fasi di funzionamento della ruota di dosaggio 2, con un organo distributore 25.

Alla superficie posteriore della ruota di dosaggio 2 è associato l’organo distributore 25 che occupa una posizione fissa durante la rotazione della ruota di dosaggio 2. Tale organo distributore 25 è realizzato da un anello che sagoma un primo canale di aspirazione 26 a foggia di arco di circonferenza estendentesi in una zona di carico che è orientata verso la tramoggia 3 in una configurazione di montaggio. Il primo canale 26 è provvisto di almeno un foro di aspirazione 27 atto a consentire la connessione del canale 26 con la fonte di pressione negativa per creare nel primo canale 26 una condizione di vuoto.

L’organo distributore 25 conforma un secondo canale 28 a foggia di arco di circonferenza che è consecutivo al primo canale 26 e si estende tra il primo canale 26 e una zona di scarico contrapposta al primo canale 26 che è posizionata, in configurazione di montaggio, verso i contenitori da riempire.

Il secondo canale 28 è altresì provvisto di un rispettivo foro di aspirazione 27 atto a consentire la connessione del canale 28 con la fonte di pressione negativa per mantenere la condizione di vuoto nel canale.

Un terzo foro di aspirazione 27 è realizzato in corrispondenza della zona di scarico in modo da permettere il collegamento dei condotti 24 che occupano tale posizione con la fonte di pressione positiva.

Nel settore circolare compreso tra il terzo foro di aspirazione 27 e il primo canale 26 è realizzato un terzo canale 29 presentante almeno un foro di aspirazione 27 per il collegamento con la fonte di pressione positiva per operare una pulizia ottimale dei pistoni 9 prima di un successivo riempimento delle camere 10.

Il funzionamento dell’apparecchiatura per il riempimento di contenitori è facilmente comprensibile dalla descrizione che precede.

Inizialmente, si provvede a impostare il volume delle camere di calibrazione 10 in base alla quantità di materiale in polvere da inserire nei contenitori. Si provvede quindi ad azionare in rotazione l’anello di regolazione 21 che sposta simultaneamente i perni 19 lungo le rispettive direzioni radiali con una conseguente traslazione dei relativi pistoni 9 lungo i canali 5.

La ruota di dosaggio 2 è poi azionata in rotazione a passo intorno all’asse di rotazione A per operare il riempimento sequenziale delle camere di calibrazione 10 con predefinite quantità di materiale in polvere e il successivo svuotamento delle camere 10.

In particolare, per descrivere un ciclo operativo dell’apparecchiatura si consideri una camera di calibrazione 10 che occupa inizialmente una posizione nella zona sottostante alla tramoggia 3. In tale posizione la camera 10 comunica mediante il condotto 24 con la fonte di pressione negativa che crea il vuoto nel primo canale 26 e nella camera 10. Il vuoto creato nella camera di calibrazione 10 permette di aspirare il materiale in polvere e riempire la camera 10 con una precisa quantità di materiale in polvere.

La camera 10 è portata dalla ruota di dosaggio 2 attraverso la zona corrispondente al secondo canale 28 in cui è mantenuto il vuoto in modo che il materiale in polvere contenuto nella camera 10 rimanga all’interno della camera stessa 10 e non si verifichino perdite di materiale a causa delle forze a cui è sottoposta la camera 10 durante la rotazione.

In seguito la camera 10 è portata nella zona di scarico del materiale in polvere ed è operata l’espulsione del materiale in polvere nel contenitore sottostante grazie al flusso di aria compressa introdotto nella camera 10.

Infine la ruota di dosaggio 2 porta la camera 10 attraverso la zona corrispondente al terzo canale di aspirazione 29 in cui l’erogazione di un ulteriore flusso di aria compressa nella camera 10 permette di pulire in modo efficiente il pistone 9 e rendere pronta la camera di calibrazione 10 per un nuovo ciclo operativo.

L’apparecchiatura secondo l’invenzione consente di effettuare in modo ottimale l’operazione di dosaggio di quantità ridotte di materiale in polvere grazie al fatto che è previsto per ciascun canale un pistone con una testa con una sezione trasversale inferiore rispetto alla porzione terminale dello stelo. Di conseguenza è possibile ottenere superfici di base della camera di calibrazione di estensione ridotta e quindi, un intervallo di valori di volume della camera inferiori rispetto a quelli ottenibili con le macchine note della medesima tipologia.

È da considerare che un pistone con una testa avente un diametro di circa 4 mm, che corrisponde sostanzialmente al diametro della superficie di base della camera di calibrazione, permette di dosare quantità di materiale fino a 20 mg considerando un peso specifico del materiale di 0,55 g/cm<3>.

È da sottolineare che la porzione terminale di ciascun pistone presentante una sezione trasversale maggiore della sezione della testa assicura che sia mantenuta una adeguata stabilità e robustezza strutturale del gruppo di regolazione.

La previsione della testa di ciascun pistone con una sezione trasversale inferiore e la corrispondente riduzione della sezione del tratto terminale del relativo canale che alloggia la testa comporta la necessità di inserire il pistone nel canale dall’interno della ruota di dosaggio. A tale scopo il tratto di ciascun canale in prossimità della parte centrale del corpo discoidale è configurato in modo da consentire, in fase di assemblaggio, l’inserimento del relativo pistone.

Una ulteriore prerogativa della presente invenzione consiste nel fatto che la conduzione di un flusso di aria compressa o la creazione di una depressione nella camera di calibrazione mediante un condotto inclinato di un angolo inferiore a 90°, preferibilmente di un angolo di 50°, rispetto all'asse med iano della camera di calibrazione permette di ridurre i fenomeni di turbolenza. In tal modo sono diminuite le perdite di carico e ciò rende le operazioni di carico e di scarico delle camere maggiormente affidabili e precise.

Si è altresì osservato sperimentalmente che il migliorato comportamento fluidodinamico del fluido nella camera di calibrazione permette di ottenere una elevata ripetibilità della macchina.

L’apparecchiatura descritta a titolo esemplificativo è suscettibile di numerose modifiche e varianti a seconda delle diverse esigenze.

Nella pratica attuazione dell’invenzione, i materiali impiegati, nonché la forma e le dimensioni, possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Laddove le caratteristiche tecniche menzionate in ogni rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni di riferimento sono stati inclusi al solo scopo di aumentare la comprensione delle rivendicazioni e di conseguenza essi non hanno alcun valore limitativo sullo scopo di ogni elemento identificato a titolo d’esempio da tali segni di riferimento.

Claims

Rivendicazioni 1) Apparecchiatura per il riempimento di contenitori con quantità dosate di materiale in polvere, comprendente una ruota di dosaggio (2) girevole intorno ad un asse di rotazione (A) sostanzialmente orizzontale, detta ruota di dosaggio (2) comprendendo una pluralità di canali (5) che si estendono lungo rispettive direzioni radiali a partire da un bordo periferico (6) di detta ruota di dosaggio (2) verso il centro di detta ruota di dosaggio (2); una tramoggia (3) disposta superiormente rispetto a detta ruota di dosaggio (2) e atta a contenere detto materiale in polvere; una pluralità di pistoni (9) inseriti scorrevoli rispettivamente all’interno di detti canali (5), ciascun pistone (9) comprendendo uno stelo (11) e una testa (12) solidale a una estremità di detto stelo (11), ciascun pistone (9) definendo in detto canale (5) una camera di calibrazione (10) predisposta per raccogliere una quantità dosata di detto materiale in polvere, detta camera di calibrazione (10) essendo delimitata da detta testa (12) di detto relativo pistone (9) e da una parete interna di detto rispettivo canale (5); un gruppo di regolazione (18), associato a detta ruota di dosaggio (2), atto a consentire di regolare la posizione di ciascun pistone (9) all’interno di detto rispettivo canale (5); mezzi di conduzione (24) comunicanti con detti canali (5) e atti a essere collegati alternativamente a una fonte di pressione negativa e a una fonte di pressione positiva, in modo rispettivamente da creare una condizione di vuoto in ciascuna detta camera di calibrazione (10) e in modo da introdurre un flusso di un fluido all’interno di detta camera di calibrazione (10), caratterizzata dal fatto che detta testa (12) di ciascun detto pistone (9) presenta una sezione trasversale di diametro (d4) inferiore rispetto al diametro (d1) della sezione trasversale di una porzione terminale (15) di detto stelo (11), detta porzione terminale (15) essendo opposta a detta testa (12).
2) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto diametro (d4) della sezione trasversale di detta testa (12) presenta un valore compreso tra circa 3,5 mm e circa 4 mm.
3) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto diametro (d4) della sezione trasversale di detta testa (12) presenta un valore di circa 4 mm.
4) Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta ruota di dosaggio (2) comprende un corpo discoidale (4) al cui interno sono realizzati detti canali (5), ciascun detto canale (5) presentando in corrispondenza di detto bordo periferico (6) un’apertura (7) che lo mette in comunicazione con l’ambiente esterno.
5) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che ciascun detto canale (5) presenta una sezione trasversale che aumenta a partire da detto bordo periferico (6) verso il centro di detto corpo discoidale (4).
6) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che ciascun detto canale (5) comprende un tratto in prossimità di una parte centrale (C) di detto corpo discoidale (4) che è configurato per permettere l’inserimento di detto relativo pistone (9) in fase di assemblaggio.
7) Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che ciascun detto canale (5) comprende un tratto terminale (8) dal lato di detto bordo periferico (6) presentante un diametro della sezione trasversale (d0) sostanzialmente corrispondente, a meno di un gioco, al diametro (d4) della sezione trasversale di detta testa (12) di detto relativo pistone (9).
8) Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di conduzione (24) comprendono una pluralità di condotti, uno per ciascun detto canale (5), detti condotti (24) essendo inclinati rispetto ai rispettivi canali (5) di un predeterminato angolo di inclinazione (α) presentante un valore minore di 90°.
9) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detto angolo di inclinazione (α) presenta un valore di circa 50°.
10) Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta testa (12) comprende un elemento di filtraggio (13) provvisto di una pluralità di fori (14) atti a garantire la permeabilità di detta testa (12) ai mezzi gassosi e l’impermeabilità di detta testa (12) a detto materiale in polvere.