IT9003694A1 - Dispositivo dosatore-erogatore per macchine riempitrici. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

dell'invenzione industriale dal titolo:

"Dispositivo dosatore-erogatore per macchine

riempitrici . "

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo dosatore-erogatore per macchine riempitrici.

In particolare, la presente invenzione è relativa ad un dispositivo dosatore-erogatore atto ad essere associato a macchine riempitrici di qualsiasi tipo, quali, per esempio, imbottigliatrici in grado di introdurre entro contenitori costituiti, per esempio, da bottiglie o vasetti, dei liquidi presentanti caratteristiche fisico-chimiche di qualsiasi tipo.

I dispositivi noti di tale tipo comprendono uno o più ugelli inferiori normalmente costituiti da un corpo principale ad asse verticale, assialmente cavo ed associabile al rispettivo dispositivo dosatore, e da uno stelo disposto all'-interno del corpo principale. La superficie interna di quest'ultimo presenta un diametro decrescente almeno in prossimità dell'estremità inferiore del corpo principale stesso fino ad una bocca di scarico. Il citato stelo è provvisto di un ingrossamento di estremità od otturatore ed è mobile, sotto l'azione di appositi mezzi motori, all'-interno del corpo principale tra una posizione di apertura ed una di chiusura della bocca di scarico per mezzo dell'otturatore. Lo stelo è altresì provvisto di propri mezzi di guida all'interno del corpo principale, e l'otturatore è sostanzialmente sferico, mentre la superficie interna rastremata del corpo principale è conformata pressoché emisferica. I mezzi di guida sono costituiti da una pluralità di perni radiali dello stelo, angolarmente equidistanziatì attorno all'asse dello stesso per una sua corretta guida.

Tali ugelli comunicano con il dispositivo dosatoreerogatore, ed hanno il compito di introdurre rapidamente il liquido da imbottigliare entro un rispettivo contenitore senza però provocare schiume o dispersioni all'esterno del contenitore stesso. In altre parole, l'ugello deve alimentare il liquido al contenitore generando un flusso continuo e compatto già a partire dal momento della sua apertura. Il compito dell'ugello è però reso difficile dal fatto che esso opera, come già detto, con liquidi di differenti caratteristiche chimico-fisiche, e risulta alquanto problematico strutturare l'ugello in funzione del liquido da imbottigliare o dimensionarlo in funzione del diametro del foro di carico del contenitore.

Inoltre, la presenza dei perni di guida, che è necessaria per mantenere lo stelo in asse col corpo principale, è causa di dannosi vortici nel liquidi che li superano. La formazione di vortici in un liquido provoca una più intensa aerazione del liquido stesso, con conseguente generazione di schiume che aumentano il volume del liquido, volume che successivamente si riduce via via che l'aria si libera dal liquido.

Per ovviare all'inconveniente descritto senza ridurre eccessivamente la portata di liquido, è stato previsto l'impiego di retine a valle della bocca di scarico del corpo principale.

Ciò ha portato ad un nuovo inconveniente consistente nel rapido intasamento delle retine stesse, che si presenta particolarmente marcato in caso di presenza di polveri in sospensione nei liquidi.

Un altro inconveniente degli ugelli di tipo noto è costituito dalla difficoltà o impossibilità di regolazione della loro portata tramite la variazione della posizione dell'otturatore.

Attualmente è infatti necessario intervenire meccanicamente sul corpo principale, sostituendone la parte terminale che ne costituisce la bocca di scarico al fine di variare il diametro del flusso in uscita.

Scopo della presente invenzione è pertanto realizzare un dispositivo dosatore-erogatore che sia in grado di alimentare, dall'inizio alla fine della fase di erogazione, un flusso compatto e privo di schiume.

Un altro scopo della presente invenzione è realizzare un dispositivo in grado di consentire una facile regolazione del diametro del getto di uscita.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un dispositivo dosatore-erogatore associabile a macchine riempitrici, del tipo comprendente almeno un ugello inferiore costituito sostanzialmente da un corpo principale ad asse sostanzialmente verticale, cavo e con diametro interno riducentesi gradualmente almeno in prossimità della sua estremità inferiore fino ad una bocca di scarico, e da uno stelo, disposto coassialmente mobile all'interno del detto corpo principale e definente con la sua estremità inferiore un otturatore per la bocca di scarico stessa, mezzi di guida essendo associati al detto stelo per guidarlo all'interno del detto corpo principale, mezzi attuatori essendo previsti per muovere assialmente il detto stelo tra una posizione sollevata di apertura ed una abbassata di chiusura della detta bocca di scarico, caratterizzato dal fatto che il detto otturatore è costituito da un solido di rivoluzione coassiale al detto stelo e presentante sezione decrescente fino a zero a partire da una sua zona mediana fino ad una sua estremità inferiore appuntita, la superficie interna del detto corpo principale prossima alla bocca di scarico presentando una forma accoppiabile a tenuta con una porzione inferiore del detto otturatore e definendo, in combinazione con il detto otturatore e per qualsiasi posizione dell'otturatore stesso, un passaggio privo di brusche variazioni di sezione e di percorso, ed i detti mezzi di guida essendo costituiti da almeno due alette longitudinali disposte radialmente rispetto al detto stelo.

Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e preferita ma non limitativa, nei quali: -le figure 1 e 2 illustrano una sezione longitudinale di un ugello facente parte del dispositivo secondo la presente invenzione in due sue configurazioni di totale chiusura e rispettivamente di totale apertura;

-la figura 3 illustra una sezione longitudinale di una diversa forma di realizzazione dell'ugello di cui alle figure 1 e 2; e

-la figura 4 illustra una possibile forma di realizzazione dei mezzi motori dello stelo porta-otturatore di cui alle figure precedenti.

Con riferimento alle figure allegate, il dispositivo secondo la presente invenzione, indicato con 21, comprende almeno un ugello inferiore indicato nel suo insieme con 1 e costituito da un corpo principale 2 ad asse verticale e da uno stelo 5. Il corpo principale 2 è assialmente cavo, ed è associabile superiormente al rispettivo dispositivo dosatore-erogatore 21 con il quale esso comunica. La superficie interna del corpo principale 2 è superiormente cilindrica ed inferiormente presenta un diametro gradualmente decrescente fino ad una bocca di scarico inferiore o luce di efflusso 40 (si vedano le figure.1 e 2, nelle quali i due tratti di superficie sono indicati con 3 e rispettivamente con 4).

Lo stelo 5 è alloggiato all'interno del corpo principale 2, e definisce inferiormente un otturatore 6 per la bocca di scarico 40. Lo stelo 5 è associato, con la sua estremità superiore, a mezzi attuatori costituiti da mezzi motori di movimentazione assiale 11. Tali mezzi di movimentazione 11 muovono lo stelo 5 lungo il corpo principale 2 tra una posizione estrema di totale chiusura ed una estrema di totale apertura della bocca di scarico 40. Lo stelo 5 è provvisto di mezzi 7 di guida dello stesso entro e lungo il corpo principale 2.

L'otturatore 6 e la superficie interna rastremata 4 del corpo principale 2 sono sagomati in modo da presentare corrispondenti profili di rivoluzione attorno ai rispettivi assi tali da definire, in qualsiasi posizione relativa degli stessi, un passaggio 20 privo di brusche variazioni di sezione e di percorso. Inoltre, i mezzi di guida 7 sono costituiti da almeno due alette longitudinali 8 disposte e sviluppantisi lungo direzioni radiali dello stelo 5. Le alette 8 sono sufficientemente lunghe da interessare parzialmente l'otturatore 6. Nelle figure allegate, l'otturatore 6 del tipo a spina presenta un diametro di ingombro maggiore di quello dello stelo 5, è conformato sostanzialmente a goccia, ed è unito allo stelo 5 in corrispondenza della sua estremità non appuntita. Lo stelo 5 e l'otturatore 6 sono collegati in modo che la loro superficie esterna non presenti alcuna discontinuità o variazione brusca di diametro.

A garanzia della tenuta dell'otturatore 6, esso è rivestito o realizzato con materiale resiliente almeno nell'ambito della sua zona, indicata con 9, di diametro uguale al diametro della bocca di scarico 40, d'ora in poi chiamata luce di efflusso. Ovviamente, la zona 9 non interrompe la continuità del profilo idrodinamico della superficie dell'otturatore 6.

Osservando in particolare la figura 2, nella quale l'otturatore 6 si trova nella sua configurazione di totale apertura e la sua estremità appuntita 10 si trova sostanzialmente complanare alla luce di efflusso 40, la superficie interna 4 ha una forma simile a quella dell'estremità 10 dell'otturatore 6, in modo tale che esse definiscano un passaggio od un canale anulare, indicato con 20, di spessore sostanzialmente costante.

In un dispositivo 21 così strutturato, i mezzi di movimentazione 11 sono in grado di muovere assialmente lo stelo 5 attraverso una pluralità di posizioni intermedie tra quelle estreme già descritte. In figura 4, i mezzi di movimentazione 11 sono costituiti da un elettromagnete 15, agente direttamente sullo stelo 5 ed in grado di muoverlo in quota con continuità ed in entrambe le direzioni.

L'estremità dello stelo 5 non interessata dall'otturatore 6 è destinata a riscontrare, sotto l'azione dell'elettromagnete 15, un organo di battuta superiore 17 destinato ad intercettare tale estremità a diverse altezze. In figura 4, l'organo di battuta 17 è costituito da un tamburo 19 avente asse verticale e girevole attorno al suo asse, parallelo a quello dello stelo 5, attraverso una pluralità di posizioni stabili. Dal tamburo 19 sporgono radialmente più riscontri 18 destinati a trovarsi, uno alla volta e durante una pausa del tamburo 19 in una delle sue configurazioni stabili, in allineamento verticale con lo stelo 5 così da riscontrarne l'estremità superiore.

Inoltre, per ridurre i fenomeni di turbolenza all'interno del corpo principale 2 le alette 8 vengono realizzate sufficientemente lunghe ed affilate sia superiormente che inferiormente, e sono distinguibili in esse tre tratti consecutivi 81, 82, 83 aventi differenti caratteristiche dimensionali. Il tratto centrale, indicato con 81, ha altezza, misurata lungo una direzione radiale dello stelo 5, costante e tale che lo stesso tratto 81 si mantiene costantemente a contatto con la superficie del foro assiale 3. In pratica, il tratto intermedio 81 costutisce la guida dello stelo 5 entro il corpo principale 2. I tratti esterni 82 ed 83 presentano una altezza decrescente a partire dal tratto intermedio 81. Il tratto prossimo all'otturatore 6, indicato con 82, ha una lunghezza, misurata lungo l'asse dello stelo 5, decisamente minore di quella del terzo tratto, indicato con 83. Lo spessore delle alette 8 è alquanto contenuto, e diminuisce in allontanamento dallo stelo 5 così da sembrare la lama di un coltello e da presentare un profilo longitudinale particolarmente valido dal punto di vista delle resistenze fluidodinamiche. Ovviamente il bordo estremo del tratto intermedio 81 non sarà affilato per evitare danni alla superficie interna 3 cilindrica del corpo principale 2.

Il corpo principale 2 può essere realizzato in due parti coassiali e consecutive 13 e 14, la prima delle quali è destinata ad essere associata al rispettivo dispositivo dosatore-erogatore e la seconda delle quali reca la citata superficie 4 .

L'otturatore 6, a sua volta, può essere realizzato, almeno in corrispondenza della sua parte terminale od estremità appuntita 10, interamente in materiale plastico, ad esempio del tipo utilizzato per guarnizioni idrauliche, come illustrato nella figura 3.

Con un dispositivo dosatore-erogatore 21 così strutturato, il liquido da erogare viene alimentato entro il corpo principale 2. Qui le alette 8, essendo lunghe e di limitato spessore, non provocano vortici nel liquido, ma trasformano il suo eventuale moto vorticoso e/o turbolento in moto laminare

Tale trasformazione è favorita anche dall'assenza di brusche variazioni di sezione o di direzione grazie alla conforinazione idrodinamica dell'ugello 6 e della superficie interna 4 del corpo principale 2. Ne consegue che il getto in uscita dalla luce di efflusso 40 segue l'andamento della superficie interna 4 come indicato in figura 2. La variazione della sezione di passaggio della superficie interna 4 non muta questa caratteristica del getto, cosicché la posizione dello stelo 5, e quindi dell'otturatore 6, rispetto al corpo principale 2 può venire variata senza problemi tramite i mezzi di movimentazione 11, con in notevole vantaggio di variare la portata di liquido solamente agendo sulla posizione dell'otturatore 6.

Per quanto concerne la posizione dello stelo 5, essa è facilmente definibile tramite l'elettromagnete 15 e l'organo di battuta 17. A tale scopo è infatti sufficiente allontanare lo stelo 5 dal tamburo 19, ruotare quest'ultimo fino a portare uno dei suoi riscontri 18 in allineamento con lo stelo 5 e muovere con verso contrario quest'ultimo fino a portarlo a battuta contro il riscontro 18 ad esso allineato. Sempre per lo stesso motivo i riscontri 18 possono essere sostituiti da un profilo elicoidale disposto attorno al tamburo 19.

I vantaggi della presente invenzione sono numerosi, dal momento che l'ugello 1 non risente dei disturbi e delle turbolenze del liquido a monte di esso poiché le alette 8 e le contenute variazioni delle sezioni di passaggio rendono comunque laminare il moto del liquido a valle di esse.

L'assenza di retine facilita l'impiego dell'ugello 1 e ne aumenta la durata tra una fase di pulizia e la successiva, grazie anche alla conformazione dell'otturatore 6 e della superficie interna 4 del corpo principale 2 i quali vengono automaticamente puliti dal liquido stesso che non trova zone di calma per il deposito di eventuali polveri da esso trasportate.

Non meno vantaggiosa risulta la possibilità di regolare la portata del liquido da erogare agendo direttamente sulla posizione dell'otturatore 6. E' infatti possibile aumentare gradualmente la portata fino ad un certo valore anche per il riempimento di contenitori con foro di carico non molto grande.

La conformazione del canale 20 consente di ridurre la portata del liquido da erogare con una certa gradualità, cosa questa assai importante poiché consente di evitare pericolose depressioni al momento dell'apertura dell'ugello 1 ed ancor più pericolose sovrappressioni al momento della chiusura dello stesso.

L'invezione così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti. Nella pratica sono ovviamente possibili delle modifiche e/o delle migliorie rientranti comunque nell'ambito delle seguenti rivendicazioni.

Claims (8)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1) Dispositivo dosatore-erogatore associabile a macchine riempitrici, del tipo comprendente almeno un ugello inferiore (1) costituito sostanzialmente da un corpo principale (2) ad asse sostanzialmente verticale, cavo e con diametro interno riducentesi gradualmente almeno in prossimità della sua estremità inferiore (4) fino ad una bocca di scarico (40), e da uno stelo (5), disposto coassialmente mobile all'interno del detto corpo principale (2) e definente con la sua estremità inferiore un otturatore (6) per la bocca di scarico (40) stessa, mezzi di guida (7) essendo associati al detto stelo (5) per guidarlo all'interno del detto corpo principale (2), mezzi attuatori (11) essendo previsti per muovere assialmente il detto stelo (5) tra una posizione sollevata di apertura ed una abbassata di chiusura della detta bocca di scarico (40), caratterizzato dal fatto che il detto otturatore (6) è costituito da un solido di rivoluzione coassiale al detto stelo (5) e presentante sezione decrescente fino a zero a partire da una sua zona mediana fino ad una sua estremità inferiore appuntita, la superficie interna (4) del detto corpo principale (2) prossima alla bocca di scarico (40) presentando una forma accoppiabile a tenuta con una porzione inferiore del detto otturatore (6) e definendo, in combinazione con il detto otturatore (6) e per qualsiasi posizione dell'otturatore (6) stesso, un passaggio (20) privo di brusche variazioni di sezione e di percorso, ed i detti mezzi di guida (7) essendo costituiti da almeno due alette longitudinali (8) disposte radialmente rispetto al detto stelo (5).
2. 2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi motori (11) sono atti a muovere assialmente il detto stelo (5) attraverso una pluralità di posizioni intermedie tra le dette due posizioni estreme di totale chiusura della detta bocca di scarico (40) e rispettivamente di totale apertura della stessa, nella quale l'estremità inferiore del detto otturatore (6) si trova sostanzialmente complanare alla detta bocca di scarico (40).
3. 3) Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il detto stelo (5) è mobile, tra le dette due posizioni estreme di totale apertura e rispettivamente di totale chiusura, attraverso una pluralità di posizioni intermedie stabili corrispondenti ad altrettanti valori di portata dell'ugello (1) stesso.
4. 4) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che almeno la parte terminale del profilo della superficie interna (4) del detto corpo principale (2) prossima alla detta bocca di scarico (40) è sostanzialmente geometricamente simile a quello della estremità inferiore (10) del detto otturatore (6).
5. 5) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le dette alette (8) si sviluppano lungo il detto stelo (5) fino ad interessare almeno parzialmente una zona superiore del detto otturatore (6).
6. 6) Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che le dette alette (8) presentano un profilo longitudinale affilato sia superiormente che inferiormente.
7. 7) Dispositivo secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che le dette alette (8) presentano un tratto intermedio (81) di altezza, misurata lungo la rispettiva direzione radiale del detto stelo (5), costante, destinato a muoversi costantemente a contatto con la superficie interna cilindrica (3) del detto corpo principale (2), e due tratti estremi (82, 83) di altezza decrescente in allontanamento dal detto tratto intermedio (81); il tratto estremo (82) vicino al detto otturatore (6) presentando una dimensione, misurata lungo l'asse longitudinale del detto stelo (5), molto minore di quella dell'altro tratto estremo (83).
8. 8) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzato dal fatto che le dette alette (8) hanno uno spessore decrescente in allontanamento dall'asse del detto stelo (5) 9) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che almeno l'estremità inferiore (10) ed una zona a tenuta (9) del detto otturatore (6) costituiscono un corpo unico (12) realizzato in materiale resiliente ed associabile in modo intercambiabile alla rimanente parte di otturatore (6) . 10) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto corpo principale (2) è realizzato in due parti assialmente cave (13,14), coassiali e reciprocamente collegabili; una delle dette parti (14) presentando almeno la detta superficie interna (4) accoppiabile a tenuta con la detta porzione del detto otturatore (6). 11) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi motori (11) sono costituiti da un elettromagnete (15) in grado di muovere assialmente il detto stelo (5) in una direzione od in quella opposta, e da un organo di battuta (17), provvisto di una pluralità di riscontri (18) disposti a diverse distanze parallelamente all'asse del detto stelo (5); i riscontri (18) del detto organo di battuta (17) essendo destinati ad intercettare uno alla volta, direttamente od indirettamente, il detto stelo (5) mosso verso di essi dai detti mezzi motori (11). 12) Dispositivo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che il detto organo di battuta (17) è costituito da un tamburo (19) girevole attorno al suo asse longitudinale parallelo a quello del detto stelo (5) e provvisto, lungo sue direzioni radiali ed in diverse posizioni lungo il suo asse, di una pluralità di detti riscontri (18) disposti angolarmente distanziati attorno all'asse longitudinale del detto tamburo (19). 13) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il detto otturatore (6) presenta un diametro di ingombro maggiore del diametro del detto stelo (5) e forma sostanzialmente a goccia con estremità appuntita (10) rivolta verso il basso. 14) Dispositivo dosatore-erogatore associabile a macchine riempitrici sostanzialmente come descritto con riferimento alle figure dei disegni annessi