IT201800009247A1 - Valvola di riempimento di recipienti con un prodotto versabile - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“VALVOLA DI RIEMPIMENTO DI RECIPIENTI CON UN PRODOTTO VERSABILE”

SETTORE TECNICO

La presente invenzione è relativa ad una valvola di riempimento di recipienti, in particolare recipienti realizzati in plastica o vetro, ad esempio bottiglie o flaconi, o in materiale metallico, ad esempio lattine, con un prodotto versabile, in particolare un prodotto versabile di tipo alimentare, ad esempio acqua, latte, succhi di frutta, bibite gassate o non gassate, o simili.

STATO DELL’ARTE

Sono note macchine riempitrici tipicamente utilizzate per riempire recipienti con un prodotto versabile, le quali comprendono essenzialmente un carosello rotante attorno ad un asse verticale, un serbatoio contenente il prodotto versabile, ed una pluralità di valvole di riempimento, le quali sono portate perifericamente dal carosello, sono collegate al serbatoio mediante rispettivi circuiti o condotti e vengono convogliate dal carosello lungo un percorso di trasferimento sostanzialmente circolare.

Tali macchine comprendono anche un dispositivo di ingresso di recipienti vuoti, tipicamente una ruota a stella di ingresso, ed un dispositivo di uscita di recipienti pieni, tipicamente una ruota a stella di uscita.

In particolare, il carosello riceve una successione di recipienti vuoti dalla ruota a stella di ingresso ed indirizza i recipienti pieni verso la ruota a stella di uscita.

Ciascuna valvola di riempimento comprende essenzialmente un elemento di supporto atto a ricevere e mantenere in posizione verticale, al di sotto della valvola stessa, un rispettivo recipiente, ed è configurata per alimentare un volume prefissato di prodotto versabile a tale recipiente, mentre essa è convogliata lungo il percorso di trasferimento grazie al movimento rotatorio impartitole dal carosello.

Tipicamente, le valvole di riempimento del tipo noto comprendono essenzialmente:

- un corpo tubolare fissato ad una porzione periferica del carosello e definente un canale di flusso per alimentare il prodotto versabile ad un rispettivo recipiente da riempire posto inferiormente al corpo tubolare stesso;

- un otturatore che impegna in modo scorrevole il corpo tubolare ed è mobile all’interno del canale di flusso in modo da consentire o impedire il deflusso del prodotto versabile verso il rispettivo recipiente; e

- mezzi attuatori configurati per movimentare l’otturatore all’interno del canale di flusso definito dal corpo tubolare.

Generalmente, il corpo tubolare presenta un asse longitudinale parallelo all’asse del carosello e termina ad una propria estremità inferiore con un’apertura di scarico assiale comunicante fluidicamente, in uso, con un’apertura di estremità definita da un bordo superiore del rispettivo recipiente da riempire.

Il canale di flusso si estende coassialmente all’asse del corpo tubolare e comprende un tratto a sezione costante, solitamente cilindrico, ed almeno un tratto a sezione variabile, posizionato a monte dell’apertura di scarico e restringentesi in direzione di quest’ultima, fino ad una sezione di diametro minimo.

L’otturatore è mobile assialmente all’interno del canale di flusso tra:

- una posizione inferiore di chiusura, in cui l’otturatore chiude a tenuta il tratto a sezione variabile del canale, in modo da interrompere il flusso del prodotto versabile attraverso l’apertura di scarico; ed - una posizione superiore di apertura, in cui l’otturatore delimita assieme al tratto a sezione variabile un passaggio anulare comunicante fluidicamente con l’apertura di scarico, in modo da consentire il flusso del prodotto versabile verso l’apertura di estremità del rispettivo recipiente.

Tipicamente, l’otturatore comprende un corpo principale, solitamente di forma sostanzialmente cilindrica, ed una porzione di interazione, ad esempio conformata a pistone, estendentesi assialmente dal corpo principale in direzione dell’apertura di scarico e configurata per andare in battuta contro il tratto a sezione variabile del canale di flusso quando l’otturatore è nella posizione di chiusura.

In dettaglio, il corpo principale impegna radialmente la parete interna del canale di flusso in corrispondenza di almeno due porzioni di estremità opposte tra loro e aventi un diametro esterno sostanzialmente uguale al diametro interno del canale di flusso stesso.

In tal modo, le due porzioni di estremità fungono da elementi di guida di scorrimento assiale per l’otturatore durante la sua corsa tra la posizione di apertura e la posizione di chiusura all’interno del canale di flusso.

Generalmente, i mezzi attuatori configurati per movimentare l’otturatore all’interno del canale di flusso sono del tipo pneumatico.

In alcune soluzioni note, i mezzi attuatori sono del tipo elettromagnetico.

In dettaglio, mezzi attuatori elettromagnetici del tipo noto comprendono uno statore magnetico, ad esempio una bobina, la quale è disposta in una posizione fissa attorno al canale di flusso, e un nucleo interno, il quale è convenientemente costituito da materiale ferromagnetico ed è destinato ad essere accoppiato magneticamente allo statore magnetico.

In particolare, il nucleo interno è tipicamente incluso all’interno dell’otturatore.

È nota nel settore l’esigenza di ottenere un ottimale ed efficace accoppiamento magnetico tra statore magnetico e nucleo interno, allo scopo di eseguire un controllo preciso e ripetibile del movimento dell’otturatore.

A tal proposito, sono note soluzioni in cui il corpo principale dell’otturatore è interamente realizzato in materiale ferromagnetico. Di conseguenza, secondo queste ultime soluzioni, anche gli elementi di guida definiti dalle porzioni di estremità del corpo principale sono in materiale ferromagnetico.

Ciò comporta uno strisciamento metallo contro metallo tra gli elementi di guida del corpo principale, il quale è generalmente realizzato in acciaio inossidabile ferritico, e la parete interna del canale di flusso, la quale è generalmente realizzata in acciaio austenitico.

In alcune soluzioni, il corpo principale dell’otturatore è provvisto di un rivestimento sottile in materiale duro, ad esempio, DLC (Diamond-Like-Carbon) o nitruro di cromo, al fine di aumentare la durezza superficiale dello stesso e ridurre l’attrito radente, il quale deve essere mantenuto basso per assicurare un corretto funzionamento della valvola di riempimento (ovvero, per assicurare la precisione e ripetibilità delle posizioni assunte dall’otturatore determinata in fase progettuale).

Sebbene gli elementi di guida del tipo sopra descritto rappresentino una valida soluzione per guidare l’otturatore all’interno del canale di flusso, le valvole di riempimento note sono suscettibili di ulteriori miglioramenti, in particolare per quanto concerne la durata utile dei componenti soggetti a strisciamento e le prestazioni della valvola di riempimento.

È inoltre sentita nel settore l’esigenza di ridurre i costi complessivi delle valvole di riempimento di tipo noto.

OGGETTO E RIASSUNTO DELL’INVENZIONE

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare una valvola di riempimento, la quale risulti di elevata affidabilità e di costo limitato e consenta di soddisfare almeno alcune delle esigenze specificate e connesse alle valvole di riempimento di tipo noto.

Secondo l’invenzione, questo scopo viene raggiunto da una valvola di riempimento come rivendicata nella rivendicazione 1.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Per una migliore comprensione della presente invenzione, vengono descritte nel seguito due forme preferite di realizzazione non limitative, a puro titolo esemplificativo e con l’ausilio dei disegni allegati, in cui:

- la figura 1 è una vista laterale parzialmente sezionata, con parti rimosse per chiarezza, di una valvola di riempimento realizzata secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 2 è una vista prospettica, in scala ingrandita e con parti rimosse per chiarezza di un particolare della valvola di riempimento di figura 1;

- la figura 3 è una vista laterale in sezione parziale, con parti rimosse per chiarezza, di una valvola di riempimento realizzata secondo una seconda forma di realizzazione della presente invenzione; e

- la figura 4 è una vista prospettica, in scala ingrandita e con parti rimosse per chiarezza di un particolare della valvola di riempimento di figura 3.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Con riferimento alla figura 1, è indicata nel suo complesso con 1 una valvola di riempimento configurata per riempire recipienti 2, in particolare recipienti 2 in materiale plastico, ad esempio bottiglie, con un prodotto versabile, in particolare un prodotto versabile di tipo alimentare, ad esempio acqua, latte, succhi di frutta, bibite gassate o non gassate, o simili.

Preferibilmente, la valvola di riempimento 1 fa parte di una macchina riempitrice (non illustrata) comprendente un carosello (non illustrato) rotante attorno ad un asse longitudinale, in particolare verticale, un serbatoio (anch’esso non illustrato) contenente il prodotto versabile ed una pluralità di valvole di riempimento 1 portate perifericamente dal carosello lungo un percorso di trasferimento sostanzialmente circolare.

Nel seguito, si farà riferimento, per semplicità di descrizione, ad una singola valvola di riempimento 1. Tuttavia, le caratteristiche qui descritte ed illustrate per tale valvola di riempimento 1 sono applicabili ad ognuna delle valvole di riempimento 1 della suddetta macchina riempitrice.

In particolare, la valvola di riempimento 1 è selettivamente attivabile, in uso, per controllare il deflusso del prodotto versabile verso un rispettivo recipiente 2 da riempire, posto, convenientemente in posizione verticale, al di sotto della valvola di riempimento 1 stessa.

In maggior dettaglio, la valvola di riempimento 1 è collegata fluidicamente al serbatoio mediante un rispettivo condotto 3, attraverso il quale il prodotto versabile viene alimentato dal serbatoio alla valvola di riempimento 1 stessa.

Come visibile in figura 1, la valvola di riempimento 1 comprende essenzialmente:

- un corpo valvola, in particolare un corpo tubolare 4 longitudinale, fissato ad una porzione periferica del suddetto carosello e provvisto, in particolare provvisto internamente, di un canale 5 di flusso configurato per alimentare il prodotto versabile al recipiente 2, il quale è posto inferiormente al corpo tubolare 4 stesso;

- un elemento valvolare, in particolare un otturatore 6, che impegna in modo scorrevole il corpo tubolare 4, è disposto all’interno del canale 5 ed è mobile assialmente all’interno del canale 5 in modo da controllare, in particolare consentire o impedire, il deflusso del prodotto versabile verso il recipiente 2; e

- mezzi attuatori 7 di tipo magnetico, in particolare elettromagnetico, configurati per controllare il movimento dell’otturatore 6 all’interno del canale 5.

In particolare, il corpo tubolare 4 presenta un asse longitudinale A, preferibilmente verticale e parallelo all’asse del carosello, e termina, ad una propria porzione di estremità inferiore 8, con un’apertura di scarico 9, preferibilmente coassiale all’asse A, configurata per comunicare fluidicamente con un’apertura di estremità 2a definita da un bordo superiore del recipiente 2.

In dettaglio, il prodotto versabile viene alimentato al recipiente 2 attraverso l’apertura di scarico 9.

Nell’esempio specifico, il canale 5 si estende all’interno del corpo tubolare 4 in modo coassiale all’asse A, e comprende:

- un tratto a sezione costante 10, sostanzialmente cilindrico e provvisto di un’apertura di ingresso 11, preferibilmente coassiale all’asse A, configurata per ricevere il prodotto versabile dal serbatoio attraverso il condotto 3; e

- un tratto a sezione variabile 12, sostanzialmente troncoconico e rastremantesi verso l’apertura di scarico 9, fino ad una sezione di diametro minimo corrispondente con l’apertura di scarico 9 stessa.

Dunque, il tratto a sezione variabile 12 è disposto a valle del tratto a sezione costante 10, rispetto ad una direzione di flusso del prodotto versabile all’interno del canale 5.

Come visibile in figura 1, l’otturatore 6 è disposto coassialmente all’asse A all’interno del canale 5 e comprende un corpo principale 13, avente una forma sostanzialmente cilindrica, e una porzione di interazione 14, ad esempio conformata a pistone, estendentesi assialmente dal corpo principale 13 in direzione dell’apertura di scarico 9 e configurata per andare in battuta contro il tratto a sezione variabile 12 e chiudere quest’ultimo a tenuta di fluido.

Più precisamente, la porzione di interazione 14 comprende un elemento di tenuta, preferibilmente un anello di tenuta 15 (ad esempio, un o-ring) realizzato in materiale elastomerico, fissato ad un’estremità assiale della porzione di interazione 14 affacciata all’apertura di scarico 9 e destinato a cooperare selettivamente con il tratto a sezione variabile 12, allo scopo di sigillarlo a tenuta di fluido ed impedire il passaggio di prodotto versabile verso l’apertura di scarico 9.

A tale scopo, l’otturatore 6 è mobile assialmente all’interno del canale 5 almeno tra:

- una posizione di apertura, in cui la porzione di interazione 14, in particolare l’anello di tenuta 15, delimita assieme al tratto a sezione variabile 12 un passaggio anulare comunicante fluidicamente con l’apertura di scarico 9, in modo da consentire il flusso del prodotto versabile verso l’apertura di estremità 2a del recipiente 2; e

- una posizione di chiusura, in cui la porzione di interazione 14 coopera a tenuta di fluido con il tratto a sezione variabile 12 del canale 5, in modo da interrompere il flusso del prodotto versabile attraverso l’apertura di scarico 9.

Nell’esempio specifico, la posizione di chiusura è una posizione inferiore dell’otturatore 6 all’interno del canale 5, mentre la posizione di apertura è una posizione superiore dell’otturatore 6 all’interno del canale 5.

Come sopra specificato, il movimento dell’otturatore 6 all’interno del canale 5 tra la posizione di apertura e la posizione di chiusura è controllato mediante i mezzi attuatori 7, i quali sono di tipo magnetico, preferibilmente elettromagnetico.

In dettaglio, i mezzi attuatori 7 comprendono un dispositivo magnetico di azionamento 24, posto esternamente e attorno al canale 5, e un dispositivo magnetico condotto 25, disposto all’interno del canale 5 e compreso in almeno una porzione dell’otturatore 6, in particolare in almeno una porzione del corpo principale 13, e preferibilmente realizzato in materiale ferromagnetico.

Preferibilmente, il corpo principale 13 è interamente realizzato in materiale ferromagnetico, in modo da definire interamente il dispositivo magnetico condotto 25.

Secondo una forma di realizzazione alternativa non illustrata, il dispositivo magnetico condotto 25 potrebbe essere definito da uno o più magneti permanenti inclusi all’interno del corpo principale 13.

Alla luce di quanto sopra descritto, l’otturatore 6, in particolare il corpo principale 13, comprende il dispositivo magnetico condotto 25.

Il dispositivo magnetico di azionamento 24 è configurato per essere magneticamente accoppiato al dispositivo magnetico condotto 25, in modo da controllare l’otturatore 6 tra la posizione di apertura e la posizione di chiusura.

Dunque, il dispositivo magnetico di azionamento 24 e il dispositivo magnetico condotto 25 definiscono rispettivi mezzi di interazione di tipo elettromagnetico configurati per interagire magneticamente tra loro al fine di controllare il movimento dell’otturatore 6 all’interno del canale 5.

Nell’esempio specifico, il dispositivo magnetico di azionamento 24 comprende un generatore magnetico elettricamente alimentabile, ad esempio una bobina 26 disposta coassialmente all’asse A in una posizione fissa attorno al canale 5, e una coppia di magneti permanenti 27 disposti coassialmente all’asse A da rispettivi lati assialmente opposti della bobina 26 e aventi poli magnetici corrispondenti affacciati assialmente tra loro.

Più precisamente, la bobina 26 ha una forma sostanzialmente cilindrica anulare e i magneti permanenti 27 sono disposti rispettivamente contro una prima superficie (superiore) ed una seconda superficie (inferiore) anulare di estremità della bobina 26.

In particolare, il dispositivo magnetico di azionamento 24 è configurato per controllare l’otturatore 6 in dipendenza delle variazioni nel campo magnetico prodotte da una corrente elettrica che percorre la bobina 26 in un senso o nel senso opposto.

La bobina 26 circonda, almeno parzialmente, il corpo principale 13 ed è disposta in modo da avere la più piccola distanza radiale possibile dal corpo principale 13 stesso.

È nota nel settore l’esigenza di ottenere un ottimale accoppiamento magnetico tra il dispositivo magnetico di azionamento 25 e il dispositivo magnetico condotto 24, allo scopo di eseguire un controllo del movimento dell’otturatore 6 con un prefissato grado di precisione e ripetibilità.

A tal proposito, il corpo principale 13 comprende un numero di protuberanze radiali 28 distribuite circonferenzialmente in corrispondenza di rispettive porzioni di estremità 17 assialmente opposte del corpo principale 13 stesso ed estendentisi radialmente da queste ultime in direzione della parete interna 19 del canale 5, senza tuttavia andarvi a contatto.

In dettaglio, il corpo principale 13 presenta, in corrispondenza delle protuberanze radiali 28, un diametro esterno di poco inferiore al diametro interno del tratto a sezione costante 10 del canale 5.

Ovvero, il corpo principale 13 è disposto all’interno del canale 5 in modo tale che le protuberanze 28 siano ad una distanza radiale piccola ma non nulla dalla parete interna 19 del canale 5 stesso.

Questa configurazione permette di ottenere un’ottimale concatenazione dei flussi magnetici generati dalla bobina 26 e dai magneti permanenti 27 con il corpo principale 13, realizzato, come sopra specificato, in materiale ferromagnetico.

Di conseguenza, il dispositivo magnetico condotto 25 definisce un gap radiale rispetto all’asse A con la parete interna 19.

Ovvero, il corpo principale 13 scorre all’interno del canale 5 senza mai cooperare a contatto con la parete interna 19.

In altre parole, le protuberanze radiali 28, pur essendo radialmente molto prossime alla parete interna 19, non contattano mai tale parete interna 19.

Come visibile in figura 1, la valvola di riempimento 1 comprende inoltre mezzi di guida 16 configurati per guidare assialmente l’otturatore 6 durante il movimento di quest’ultimo all’interno del canale 5 tra la posizione di apertura e la posizione di chiusura.

Vantaggiosamente, i mezzi di guida 16 sono distinti e separati dal dispositivo magnetico condotto 25.

In particolare, i mezzi di guida 16 sono separati assialmente, lungo l’asse A, dal dispositivo magnetico condotto 25.

Più in particolare, i mezzi di guida 16 sono distinti e separati assialmente dalle protuberanze radiali 28.

Dunque, l’organo che guida l’otturatore 6 all’interno del canale 5 è distinto dall’organo che determina il movimento dell’otturatore 6 all’interno del canale 5 stesso.

In tal modo, la funzione di guida dell’otturatore 6 è separata dalla funzione di attuazione dell’otturatore 6.

In dettaglio, i mezzi di guida 16 comprendono almeno un elemento di guida 18 il quale è portato dall’otturatore 6, in particolare dal corpo principale 13, e coopera a scorrimento, in uso, con la parete interna 19, in modo da guidare assialmente l’otturatore 6 stesso.

Secondo la forma di realizzazione descritta ed illustrata in figura 1, i mezzi di guida 16 comprendono due elementi di guida 18 disposti rispettivamente in corrispondenza delle porzioni di estremità 17 del corpo principale 13.

In accordo con quanto sopra descritto, tali elementi di guida 18 sono distinti e separati dal dispositivo magnetico condotto 25.

Convenientemente, ciascun elemento di guida 18 è realizzato in un pezzo distinto dall’otturatore 6, ovvero dal corpo principale 13.

In maggior dettaglio, ciascun elemento di guida 18 è accoppiato in modo rimovibile al corpo principale 13. In particolare, gli elementi di guida 18 sono montati al corpo principale 13 su corrispondenti protuberanze assiali 20 estendentisi rispettivamente dalle porzioni di estremità 17 del corpo principale 13.

Più precisamente, ciascun elemento di guida 18 è montato alla rispettiva protuberanza assiale 20 mediante un elemento di fissaggio 21, ad esempio una vite o un grano.

Secondo una forma di realizzazione alternativa non illustrata, gli elementi di guida 18 potrebbero essere calettati coassialmente sulle protuberanze assiali 20 del corpo principale 13, senza l’utilizzo di alcun elemento di fissaggio 21.

Dunque, gli elementi di guida 18 sono opportunamente smontabili e separabili, in sede di smontaggio, dal corpo principale 13. Grazie a questa configurazione, nel caso in cui si manifesti l’esigenza di sostituire gli elementi di guida 18, ad esempio al termine del normale ciclo di vita degli stessi e/o a causa dell’usura, non è necessario sostituire l’intero corpo principale 13, il quale, essendo disposto ad una distanza radiale non nulla dalla parete interna 19, è soggetto ad un’usura limitata e non necessita di essere sostituito con la stessa frequenza.

In pratica, il corpo principale 13 impegna il canale 5 con un certo gioco radiale, mentre la funzione di guida assiale è svolta unicamente dagli mezzi di guida 16, in particolare dagli elementi di guida 18.

In dettaglio, gli elementi di guida 18 consentono all’otturatore 6 di scorrere, in uso, tra la posizione di apertura e la posizione di chiusura secondo un movimento puramente assiale e senza che quest’ultimo cooperi a contatto con la parete interna 19 del canale 5.

Alla luce di quanto sopra descritto, la funzione di guida assiale dell’otturatore 6 è eseguita da un pezzo distinto e smontabile dall’otturatore 6 stesso.

Come visibile in figura 2, ciascun elemento di guida 18 ha una forma sostanzialmente anulare e comprende almeno una porzione radiale 22 cooperante a contatto, in uso, con almeno parte di una porzione anulare assiale 19a della parete interna 19.

In dettaglio, secondo questa preferita e non limitativa forma di realizzazione qui descritta, ciascun elemento di guida 18 comprende:

- una porzione centrale anulare 18a, definente una sede di impegno 18b per l’accoppiamento con la corrispondente protuberanza assiale 20 del corpo principale 13; e

- una pluralità, tre nel caso specifico, di porzioni radiali 22, estendentisi radialmente dalla porzione centrale 18a e disposte angolarmente equidistanziate attorno a quest’ultima.

Secondo un’alternativa forma di realizzazione non illustrata, gli elementi di guida 18 potrebbero comprendere più di tre porzioni radiali, non necessariamente equidistanziate angolarmente attorno alla porzione centrale 18a.

Secondo un’ulteriore forma di realizzazione non illustrata, gli elementi di guida 18 potrebbero avere una forma anulare discoidale. In quest’ultimo caso, ciascun elemento di guida 18 avrebbe una singola porzione radiale 22 estendentesi annularmente per l’intera estensione circonferenziale dell’elemento di guida 18 stesso.

Convenientemente, ciascun elemento di guida 18 comprende almeno un passaggio assiale 23, tre nel caso specifico, configurato per permettere il flusso del prodotto versabile da una porzione del canale 5 a monte del relativo elemento di guida 18 ad una porzione del canale 5 a valle dello stesso elemento di guida 18.

Nel caso in cui gli elementi di guida 18 abbiano una forma anulare discoidale, il passaggio assiale 23 (o i passaggi assiali 23) potrebbero essere costituiti da fori e/o asole passanti.

Secondo l’invenzione, i mezzi di guida 16, in particolare gli elementi di guida 18, sono realizzati in materiale diamagnetico o paramagnetico.

In tal modo, tali elementi di guida 18 hanno, in uso, una bassa influenza sui mezzi attuatori 7, in particolare sui flussi magnetici sopra menzionati, e, dunque, permettono un controllo dell’otturatore 6 preciso e ripetibile.

Preferibilmente, i mezzi di guida 16, in particolare gli elementi di guida 18, sono realizzati in materiale a bassa usura, in particolare un materiale ceramico, ad esempio ossido di zirconio, oppure un metallo duro, ad esempio carburo di tungsteno.

In tal modo, l’usura di tali componenti è notevolmente ridotta rispetto al caso in cui essi siano realizzati in materiale metallico.

Il funzionamento della valvola di riempimento 1 secondo la presente invenzione verrà descritto nel seguito, con particolare riferimento ad una condizione iniziale in cui l’otturatore 6 si trova nella posizione di chiusura.

In tale condizione, il prodotto versabile è alimentato al canale 5 tramite il condotto 3 e attraverso l’apertura di ingresso 10.

A questo punto, l’otturatore 6 è controllato per muoversi dalla posizione di chiusura alla posizione di apertura, in modo da consentire il flusso del prodotto versabile attraverso l’apertura di scarico 9 e verso il recipiente 2.

Durante il suo movimento all’interno del canale 5, l’otturatore 6 è guidato assialmente dagli elementi di guida 18, i quali, scorrendo sulla parete interna 19, determinano un movimento puramente assiale del corpo principale 13.

Una volta terminato il riempimento, ovvero una volta raggiunto il livello prestabilito di prodotto versabile all’interno del recipiente 2, l’otturatore 6 è controllato per muoversi dalla posizione di apertura alla posizione di chiusura, in modo da impedire il flusso del prodotto versabile attraverso l’apertura di scarico 9.

Anche durante quest’ultimo spostamento, l’otturatore 6 è guidato assialmente dagli elementi di guida 18, come sopra descritto.

Il procedimento sopra descritto è ripetuto per ogni recipiente 2 da riempire e per ciascuna valvola di riempimento 1 presente nella macchina riempitrice.

Con riferimento alla figura 3, è indicata nel suo complesso con 100 una valvola di riempimento di recipienti 2 con un prodotto versabile realizzata in accordo con una seconda preferita forma di realizzazione della presente invenzione.

Dal momento che la valvola di riempimento 100 è simile per struttura e funzionamento alla valvola di riempimento 1, verranno nel seguito descritte soltanto le differenze strutturali e funzionali rispetto a quest’ultima.

Gli stessi riferimenti verranno utilizzati per indicare componenti e/o caratteristiche similari o equivalenti.

In particolare, la valvola di riempimento 100 comprende mezzi di guida 116 che si differenziano dai mezzi di guida 16 della valvola di riempimento 1 per il fatto di comprendere:

- almeno un inserto anulare 124, disposto all’interno della parete interna 19; e

- almeno un elemento di guida 118 portato dal corpo principale 13, sostanzialmente similare all’elemento di guida 18 della valvola di riempimento 1 e cooperante a scorrimento, in uso, con l’inserto anulare 124.

In particolare, la valvola di riempimento 100 comprende due inserti anulari 124 disposti in corrispondenza delle rispettive porzioni di estremità 17 assialmente opposte del corpo principale 13 dell’otturatore 6 ed impegnati a scorrimento, in uso, da corrispondenti elementi di guida 118.

In dettaglio, ciascun inserto anulare 124 è fissato, in particolare fissato in modo rimovibile, alla parete interna 19 del canale 5.

In maggior dettaglio, ciascun inserto anulare 124 è montato in una corrispondente sede 120 opportunamente ricavata nel corpo tubolare 4, in particolare all’interno del canale 5.

Dunque, gli inserti anulari 124 sono fissi rispetto all’otturatore 6, mentre gli elementi di guida 118 sono mobili in modo solidale all’otturatore 6.

Come visibile in figura 3 e 4, ciascun inserto anulare 124 comprende una parete interna 119 sulla quale il corrispondente elemento di guida 118 scorre, in uso, al fine di guidare assialmente l’otturatore 6.

Di conseguenza, ciascun elemento di guida 118 è assialmente scorrevole all’interno del corrispondente inserto anulare 124.

In particolare, corrispondentemente agli elementi di guida 18 della valvola di riempimento 1, gli elementi di guida 118 sono configurati per cooperare a contatto, tramite le rispettive porzioni radiali 22, con le corrispondenti pareti interne 119 degli inserti anulari 124, in modo da guidare assialmente l’otturatore 6 durante il movimento di quest’ultimo tra la posizione di apertura e la posizione di chiusura.

Dunque, secondo questa preferita seconda forma di realizzazione della presente invenzione, gli elementi di guida 118 non scorrono direttamente sulla parete interna 19 del canale 5, bensì sulle rispettive pareti interne 119 dei relativi inserti anulari 124.

Secondo tale configurazione, dunque, le pareti interne 119 degli inserti anulari 124 sono lambite dal prodotto versabile che scorre all’interno del canale 5 e definiscono le rispettive porzioni 19a della parete interna 19, mentre le sedi 120 non sono lambite dal prodotto versabile.

Secondo l’invenzione, anche i mezzi di guida 116, e, dunque, gli inserti anulari 124 e gli elementi di guida 118, sono realizzati in materiale diamagnetico o paramagnetico.

In tal modo, la loro influenza sui mezzi attuatori 7, in particolare sui flussi magnetici sopra menzionati, è ridotta, consentendo, in tal modo, un controllo dell’otturatore 6 preciso e ripetibile.

Preferibilmente, i mezzi di guida 116, e, dunque, gli inserti anulari 124 e gli elementi di guida 118, sono realizzati in materiale a bassa usura, in particolare in materiale ceramico, ad esempio ossido di zirconio, oppure un metallo duro, ad esempio carburo di tungsteno.

Ne consegue che i mezzi di guida 116 sono interamente realizzati in materiale ceramico, ovvero comprendono componenti striscianti tra loro realizzati in materiale ceramico, i.e. gli inserti anulari 124 e gli elementi di guida 118. Grazie a tale configurazione, l’usura delle parti striscianti è notevolmente ridotta, rispetto al caso in cui tali componenti siano realizzati in materiale metallico, e la loro vita utile è aumentata.

Da un esame delle caratteristiche della valvola di riempimento 1, 100 realizzata secondo la presente invenzione sono evidenti i vantaggi che essa consente di ottenere.

In particolare, essendo i mezzi di guida 16, 116 distinti e separati dal dispositivo magnetico condotto 25 e, in particolare, dalle protuberanze radiali 28, è possibile aumentare la vita utile di tali protuberanze radiali 28 e, dunque, dell’otturatore 6, pur preservando un movimento puramente assiale dello stesso e un controllo preciso e ripetibile della sua posizione.

Inoltre, essendo gli elementi di guida 18, 118 e gli inserti anulari 124 realizzati in pezzi distinti dall’otturatore 6, ovvero opportunamente smontabili e separabili, in sede di smontaggio, dal corpo principale 13 e dal corpo tubolare 4, al termine del normale ciclo di vita di tali componenti, non è necessario sostituire l’intero corpo principale 13 o l’intero otturatore 6. Ciò comporta una diminuzione dei costi totali della valvola di riempimento 1, 100.

Infatti, l’usura delle parti a contatto è localizzata sugli elementi di guida 18, 118 e sugli inserti anulari 124, mentre l’otturatore 6, essendo disposto ad una distanza radiale non nulla dalla parete interna 19 del canale 5, è esente da tale usura.

Grazie a tale configurazione, non è necessario rivestire l’otturatore 6 con un materiale indurente. È sufficiente, dunque, utilizzare un otturatore 6 senza rivestimento, dunque più economico. Ciò comporta una ulteriore diminuzione dei costi totali della valvola di riempimento 1, 100.

In aggiunta, essendo gli elementi di guida 18, 118 e gli inserti anulari 124 realizzati in materiale paramagnetico o diamagnetico, è migliorata la precisione e la ripetibilità del controllo magnetico del movimento dell’otturatore 6 eseguito dai mezzi attuatori 7.

Ancora, essendo gli elementi di guida 18, 118 e gli inserti anulari 124 realizzati in materiale ceramico, la dilatazione termica di tali componenti è ridotta. Ciò consente di mantenere una distanza tra il corpo principale 13 e la bobina 26, ovvero tra il dispositivo magnetico condotto 25 e il dispositivo magnetico di azionamento 24, sostanzialmente costante, in modo da evitare alterazioni e/o diminuzioni indesiderate nella forza magnetica generata dall’attuatore 7, che potrebbero determinare un peggioramento delle prestazioni della valvola di riempimento 1, 100.

Risulta chiaro che alla valvola di riempimento 1, 100 qui descritta ed illustrata possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito di protezione definito dalle rivendicazioni.

In particolare, i mezzi di guida 16, 116 potrebbero essere realizzati in metallo ed essere, in tal caso, provvisti di un rivestimento sottile in materiale duro, ad esempio DLC (Diamond-Like-Carbon) o nitruro di cromo.

Inoltre, uno dei due elementi di guida 18, 118 e/o degli inserti anulari 124 potrebbe essere realizzato in un materiale che si usura più velocemente del materiale con cui è realizzato l’altro dei due elementi di guida 18, 118 e/o degli inserti anulari 124, in modo da fungere da elemento di usura sacrificale per i mezzi di guida 16, 116. Preferibilmente, uno dei due elementi di guida 18, 118 e/o dei due inserti anulari 124 potrebbe essere realizzato con lo stesso materiale metallico con cui è realizzato il corpo principale 13.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Valvola di riempimento (1, 100) configurata per riempire recipienti (2) con un prodotto versabile; detta valvola di riempimento (1, 100) comprendendo: - un corpo tubolare (4) provvisto di un canale (5) di flusso per detto prodotto versabile, avente un asse longitudinale (A) e terminante ad una propria estremità (8) con un’apertura di scarico (9) configurata per alimentare detto prodotto versabile a un rispettivo recipiente (2); - un elemento valvolare (6) disposto all’interno di detto canale (5) e mobile assialmente almeno tra una posizione di apertura, in cui detto elemento valvolare (6) consente un flusso di detto prodotto versabile attraverso detta apertura di scarico (9), e una posizione di chiusura, in cui detto elemento valvolare (6) interrompe il flusso di detto prodotto versabile attraverso detta apertura di scarico (9); e - mezzi di guida (16, 116) configurati per guidare assialmente detto elemento valvolare (6) all’interno di detto canale (5) durante il movimento di detto elemento valvolare (6) tra detta posizione di apertura e detta posizione di chiusura; detto elemento valvolare (6) comprendendo primi mezzi di interazione (25) di tipo elettromagnetico comandati, in uso, da secondi mezzi di interazione (24) di tipo elettromagnetico posti all’esterno di detto canale (5); caratterizzata dal fatto che detti mezzi di guida (16, 116) sono distinti e separati da detti primi mezzi di interazione (25) di tipo elettromagnetico. 2.- Valvola di riempimento come rivendicata nella rivendicazione 1, in cui detti mezzi di guida (16, 116) sono separati assialmente lungo detto asse (A) da detti primi mezzi di interazione (25) di tipo elettromagnetico. 3.- Valvola di riempimento come rivendicata nella rivendicazione 1 o 2, in cui detti primi mezzi di interazione (25) di tipo elettromagnetico definiscono un gap radiale rispetto a detto asse (A) con una parete interna (19) di detto canale (5). 4.- Valvola di riempimento come rivendicata in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di guida (16, 116) sono realizzati in materiale diamagnetico o paramagnetico. 5.- Valvola di riempimento come rivendicata in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di guida (16, 116) sono realizzati in materiale metallico e sono provvisti di un rivestimento sottile in materiale duro. 6.- Valvola di riempimento come rivendicata in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di guida (16, 116) sono realizzati in un materiale a bassa usura, in particolare un materiale ceramico o un metallo duro. 7.- Valvola di riempimento come rivendicata in una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui detti mezzi di guida (16) comprendono almeno un elemento di guida (18) portato da detto elemento valvolare (6) e cooperante a scorrimento con detta parete interna (19). 8.- Valvola di riempimento come rivendicata nella rivendicazione 7, in cui detto elemento di guida (18) in cui detto elemento di guida (18) è accoppiato a detto elemento valvolare (6) in modo rimovibile. 9.- Valvola di riempimento come rivendicata nella rivendicazione 7 o 8, in cui detto elemento di guida (18) ha una forma sostanzialmente anulare, è disposto coassialmente a detto asse (A) e comprende almeno una porzione radiale (22) configurata per cooperare a scorrimento con almeno parte di detta parete interna (19), in modo da guidare assialmente detto elemento valvolare (6). 10.- Valvola di riempimento come rivendicata in una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 9, in cui detti mezzi di guida (16) comprendono due detti elementi di guida (18), disposti da parti assialmente opposte di detto elemento valvolare (6); in cui uno di detti due elementi di guida (18) è realizzato in un materiale che si usura più velocemente del materiale con cui è realizzato l’altro di detti due elementi di guida (18). 11.- Valvola di riempimento come rivendicata in una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui detti mezzi di guida (116) comprendono almeno un inserto anulare (124), disposto all’interno di detto canale (5), ed almeno un elemento di guida (118), portato da detto elemento valvolare (6) e configurato per cooperare a scorrimento con detto inserto anulare (124). 12.- Valvola di riempimento come rivendicata nella rivendicazione 11, in cui detto inserto anulare (124) è fissato, in particolare in modo rimovibile, a detta parete interna (19) coassialmente a detto asse (A); detto elemento di guida (118) essendo disposto coassialmente a detto asse (A) e comprendendo almeno una porzione radiale (22) configurata per cooperare a scorrimento con una parete interna (119) di detto inserto anulare (124), in modo da guidare assialmente detto elemento valvolare (6). 13.- Valvola di riempimento come rivendicata nella rivendicazione 11 o 12, in cui detti mezzi di guida (116) comprendono due detti inserti anulari (124) e due detti elementi di guida (118), disposti da parti assialmente opposte di detto elemento valvolare (6) e configurati per cooperare rispettivamente con detti due inserti anulari (124); in cui uno di detti due elementi di guida (118) e/o di detti due inserti anulari (124) è realizzato in un materiale che si usura più velocemente del materiale con cui è realizzato l’altro di detti due elementi di guida (118) e/o di detti due inserti anulari (124).