ITBO20010156A1 - Apparecchiatura e procedimento per riempire contenitori con materialein polvere - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

dell'invenzione industriale dal titolo: "Apparecchiatura e procedimento per riempire contenitori con materiale in polvere."

La presente invenzione è relativa ad una apparecchiatura ed ad un procedimento per riempire contenitori con materiale in polvere. In particolare, la presente invenzione viene vantaggiosamente impiegata in macchine automatiche dotate di una giostra che supporta una pluralità di apparecchiature per il riempimento di contenitori con materiale liquido o in polvere, ciascuna delle quali comprende un dispositivo dosatore atto ad introdurre per caduta una quantità prestabilita di materiale entro un relativo contenitore disposto su un relativo equipaggio di supporto.

Sono note macchine automatiche per il riempimento di contenitori con materiale liquido o in polvere, in cui ogni dispositivo dosatore opera su comando di un rispettivo gruppo di pesatura montato sulla giostra ed atto a pesare con continuità il contenitore. Durante la fase di riempimento, nel momento in cui il gruppo di pesatura segnala il raggiungimento di un predeterminato peso corrispondente al contenitore pieno, il dispositivo dosatore interrompe l’erogazione del materiale, chiudendo, ad esempio, una valvola di intercettazione di un condotto di alimentazione del materiale del dispositivo dosatore.

La metodologia di riempimento nota sopra descritta presenta tuttavia, nel caso in cui venga trattato materiale in polvere, un inconveniente dovuto ad un non corretto ammassamento del materiale all’ interno del contenitore.

Infatti, man mano che viene fatto cadere all’interno del contenitore, il materiale in polvere si accumula disponendosi con conformazione a cono. E evidente che nel corso del riempimento, e specialmente nella sua fase terminale, parte del materiale in polvere tende a fuoriuscire dal contenitore e si disperde nell’ambiente circostante, rendendo impossibile il completo e corretto riempimento del contenitore stesso. Per evitare tale inconveniente è già nota una apparecchiatura dotata di opportuni mezzi in grado di porre in vibrazione il contenitore sul relativo equipaggio di supporto.

Una forma di realizzazione di tali mezzi prevede che questi ultimi siano costituiti da un organo a camma che opera sull’equipaggio di supporto, al di sotto di questo, in modo da imprimere al contenitore dei movimenti in direzioni alterne lungo un asse verticale. È evidente che tale tipo di movimentazione non consente di utilizzare il sistema di pesatura descritto, il quale sarebbe influenzato da tali movimenti.

Nel caso particolare di materiali in polvere, i contenitori vengono riempiti dosando in maniera opportuna la quantità di materiale erogato dai dispositivi dosatori tramite una misurazione volumetrica, ed il peso dei contenitori stessi viene controllato al termine del riempimento a valle della stazione di riempimento. A causa della scarsa precisione della misurazione volumetrica, il dosaggio della quantità di materiale introdotto nel singolo contenitore risulta notevolmente impreciso ed il riempimento del contenitore stesso non è mai corretto.

Sono note inoltre apparecchiature per riempire contenitori con materiale in polvere le quali sono in grado di effettuare una movimentazione del contenitore, e contemporaneamente, misurare il peso del materiale introdotto nel contenitore.

Queste apparecchiature sono dotate di un dispositivo di scuotimento interposto tra l’equipaggio di supporto ed il gruppo di pesatura. In questa realizzazione il gruppo di pesatura è costituito da una cella di carico associata all’equipaggio di supporto ed operante su di esso durante la fase di riempimento del contenitore.

Il dispositivo di scuotimento provvede a muovere il contenitore in direzioni alterne oppure secondo oscillazioni sostanzialmente orbitali, così da costipare il materiale in polvere all’ interno del contenitore medesimo durante il suo riempimento.

Il dispositivo di scuotimento può muovere il contenitore solo su di un piano orizzontale in modo tale da non influenzare il gruppo di pesatura. In questo modo, il contenitore viene pesato e contemporaneamente mosso dal dispositivo di scuotimento per correggere la disposizione a cono del materiale in polvere introdotto. I movimenti imposti al contenitore non influiscono sul gruppo di pesatura e sul valore rilevato da essi in quanto risultano essere trasversali all’asse verticale di pesatura.

Tuttavia, anche questa tecnica nota presenta un importante inconveniente dovuto alla scarsa efficienza del movimento imposto al contenitore da parte del dispositivo di scuotimento.

La vibrazione orizzontale del contenitore permette infatti solo una limitata compattazione del materiale in polvere, in particolare, nel caso in cui le particelle che compongono tale materiale presentano una mutua coesione superficiale molto elevata.

Scopo della presente invenzione è fornire una apparecchiatura ed un procedimento per riempire contenitori con materiale in polvere che permetta di eliminare gli inconvenienti sopra menzionati.

In particolare, è uno scopo della presente invenzione mettere a disposizione un’apparecchiatura ed un procedimento per riempire contenitori con materiale in polvere in grado di riempire i citati contenitori con una quantità precisa di materiale in polvere ben compattato.

Secondo la presente invenzione viene fornita una apparecchiatura per riempire contenitori con materiale in polvere, comprendente almeno un supporto per sostenere almeno un corrispondente contenitore, almeno un elemento dosatore posto in corrispondenza di detto supporto per introdurre il materiale in polvere in detto contenitore, e mezzi di pesatura di detto contenitore associati a detto supporto ed operanti lungo un asse di pesatura sostanzialmente verticale; caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi per separare il supporto da detti mezzi di pesatura.

Secondo la presente invenzione, viene inoltre fornito un procedimento per riempire contenitori con materiale in polvere comprendente le fasi di disporre un contenitore su di un supporto; riempire almeno in parte detto contenitore con detto materiale in polvere; pesare la quantità di materiale in polvere inserita in detto contenitore mediante mezzi di pesatura associati a detto supporto ed operanti lungo un asse di pesatura sostanzialmente verticale; caratterizzato dal fatto di comprendere la fase di separare detto supporto dai mezzi di pesatura.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 è una vista in alzato dell’apparecchiatura per riempire contenitori con materiale in polvere secondo la presente invenzione, con alcune parti sezionate ed asportate per meglio evidenziarne altre, durante una fase di pesatura; e

- la figura 2 è una vista in alzato dell’apparecchiatura di figura 1, con alcune parti sezionata ed asportate per meglio evidenziarne altre, durante una fase di scuotimento.

Con riferimento alle figure allegate, con 1 è indicata nel suo complesso una apparecchiatura per riempire contenitori 2, provvisti, ciascuno, di una bocca superiore 2a di ingresso, con quantità misurate di un materiale in polvere.

L’apparecchiatura 1 fa parte di un impianto di riempimento non illustrato in figura, il quale comprende una giostra 40 illustrata solo parzialmente, che presenta un basamento 41 e un disco orizzontale 42 rotanti attorno ad un asse di rotazione verticale 43 . La giostra 40 reca una pluralità di apparecchiature 1 disposte circonferenzialmente lungo il disco 42. Durante la sua rotazione, la giostra 40 avanza le apparecchiature 1 lungo un percorso circolare di riempimento che si sviluppa tra una stazione di carico in cui i contenitori 2 vuoti vengono disposti sulla giostra 40 in corrispondenza di un’apparecchiatura 1, ed una stazione di scarico in cui contenitori 2 pieni vengono tolti dalla giostra 40 e fatti avanzare verso un’unità di applicazione di un tappo sulla bocca superiore 2a.

Ciascuna apparecchiatura 1 comprende un elemento dosatore 3, di tipo noto, rappresentato parzialmente e schematicamente con un condotto 4, atto ad introdurre per caduta una quantità prestabilita di materiale in polvere nel relativo contenitore 2. Tale elemento dosatore 3 è dotato di mezzi, di tipo noto e non illustrati nella figura allegata, atti al controllo ed al comando dell’erogazione del materiale in polvere attraverso il condotto 4. Questi mezzi possono essere costituiti, ad esempio, da una valvola di intercettazione del condotto 4.

Ciascun contenitore 2 è collocato su di un relativo supporto 5 associato a mezzi di pesatura 6 operanti lungo un asse di pesatura A sostanzialmente verticale.

Il supporto 5 comprende una base di appoggio 7, orizzontale, atta a sostenere un contenitore 2, provvista di un montante 8, dal quale sporgono verso l’esterno dei bracci 9 di trattenimento laterale del contenitore 2. Vantaggiosamente, la base di appoggio 7 è costituita da una piastra in cui è definita una superficie superiore 7a predisposta ad essere a contatto con il contenitore 2, ed una superficie inferiore 7b opposta a detta superfìcie superiore 7a.

Il supporto 5 comprende, inoltre, un elemento di collegamento 10 a sviluppo sostanzialmente verticale e presentante almeno una prima porzione IOa connessa a detta base di appoggio 7 in corrispondenza della superficie inferiore 7b, ed almeno una seconda porzione 10b opposta alla prima porzione 1 Oa.

Preferibilmente, la seconda porzione 10b presenta un’espansione 11 estendentesi da detto elemento di collegamento 10 in direzione sostanzialmente orizzontale. L’espansione 1 1 presenta in corrispondenza della sua porzione inferiore una superficie di contatto 12.

I mezzi di pesatura 6 comprendono un telaio di supporto 13 avente conformazione sostanzialmente scatolare e presentante un’apertura 13a ricavata superiormente a detto telaio 13. Il telaio di supporto 13 definisce una cavità 14 all’interno della quale è posizionato un dinamometro 15. Il dinamometro 15 presenta sviluppo allungato e comprende una prima estremità 15a vincolata al telaio 13, ed una seconda estremità 15b libera, opposta alla prima, e presentante una porzione attiva 16 estendentesi verso l’apertura 13a. Tra detta prima e seconda estremità 15a, 15b, è definita una porzione centrale 15c deformabile sotto il peso del supporto 5 al quale il dinamometro 15 è operativamente associato per mezzo della porzione attiva 16 della seconda estremità 15b.

Infatti, l’elemento di collegamento 10 del supporto 5 risulta essere inserito almeno parzialmente all’intemo della cavità 14 attraverso l’apertura 13a del telaio 13.

La seconda porzione 10b dell’elemento di collegamento 10 è posta all’ interno della cavità 14 in modo tale che la superficie di contatto 12 dell’espansione 11 risulti essere attestabile sulla porzione attiva 16 del dinamometro 15; mentre la prima porzione IOa è posta esternamente al di sopra del telaio 13.

In questo modo, i mezzi di pesatura 6 misurano continuamente il peso del materiale in polvere introdotto nel contenitore 2 durante suo riempimento (figura 1). Tali mezzi sono operativamente collegati, in modo noto e non illustrato, all’elemento dosatore 3 così da arrestare l’erogazione quando la quantità di materiale in polvere introdotta nel contenitore 2 ha raggiunto un peso prestabilito e il contenitore 2 risulta pieno.

La superficie di contatto 12 dell’espansione 1 1 può essere distaccata dalla porzione attiva 16 del dinamometro 15 (figura 2) mediante appositi mezzi 17 per separare il supporto 5 da detti mezzi di pesatura 6.

Tali mezzi 17 comprendono un primo attuatore 18 vantaggiosamente disposto alla base del telaio 13 ed operativamente attivo su detto supporto 5 per muovere il supporto 5 stesso tra una prima condizione opertiva in cui la superficie di contatto 12 è separata da detta porzione attiva 16 del dinamometro 15 (figura 2), ed una seconda condizione in cui la superficie di contatto 12 è attestata alla porzione attiva 16 (figura 1).

Il primo attuatore 18 comprende un elemento di contrasto 19 mobile da una prima posizione in cui è attestato alla seconda porzione 10b dell’elemento di collegamento 10 per muovere il supporto 5 nella condizione operativa, ed una seconda posizione in cui non è attestato alla seconda porzione 10b dell’elemento di collegamento 10.

Il primo attuatore 18 può essere costituito da un elettromagnete. Convenientemente, l’elemento di contrasto 19 può muoversi lungo una direzione sostanzialmente verticale in modo tale da attestarsi alla seconda porzione 10b, come meglio illustrato in figura 2.

L’apparecchiatura 1 comprende inoltre mezzi di scuotimento 20 connessi a detto supporto 5 per muovere il supporto 5 stesso lungo una direzione di scuotimento B.

I mezzi di scuotimento 20 comprendono un secondo attuatore 21 avente una porzione fissa 22 vincolata al telaio 13 ed una porzione mobile 23 operativamente attiva su detto supporto 5 per muoverlo in modo alternato lungo la direzione di scuotimento B.

In maggior dettaglio, la porzione fissa 22 è disposta in corrispondenza dell’apertura 13a del telaio 13, mentre la porzione mobile 23 è inserita in detta porzione fissa 22. La porzione mobile 23 presenta sviluppo sostanzialmente astiforme avente un’estremità 23 a impegnata alla base di appoggio 7 del supporto 5.

In una prima forma di realizzazione preferenziale illustrata nelle unite figure 1 e 2, la porzione mobile 23 presenta sviluppo longitudinale sostanzialmente parallelo all’asse di pesatura A, e l’estremità 23 a è impegnata in corrispondenza della superficie inferiore 7b della base 7. In questa situazione la porzione mobile 23 risulta essere scorrevole in detta porzione fissa 22 lungo una direzione di scuotimento B sostanzialmente parallela all’asse di pesatura A.

Alternativamente, può essere prevista una seconda forma di realizzazione, non illustrata nelle figure, in cui la porzione mobile 23 presenta sviluppo longitudinale sostanzialmente trasversale all’asse di pesatura A, e l’estremità 23a può essere vincolata all’elemento di collegamento 10 o alla base di appoggio 7. In questa condizione, la porzione mobile 23 risulta essere scorrevole in detta porzione fissa 22 lungo una direzione di scuotimento B sostanzialmente trasversale all’asse di pesatura A.

Vantaggiosamente, il movimento impartito dal secondo attuatore 21 al supporto 5 è un moto alternato a va e vieni o moto vibratorio. Preferibilmente, il secondo attuatore può essere costituito da un pistone pneumatico, o alternativamente da un elettromagnete.

L’invenzione riguarda anche un procedimento, attuabile con l’apparecchiatura 1 sopradescritta, per riempire contenitori 2 con materiale in polvere.

In primo luogo viene disposto almeno un contenitore 2 sulla base di appoggio 7 del supporto 5. In particolare, il contenitore 2 viene appoggiato sulla superficie superiore 7a della base 7 in modo da disporre la bocca superiore di ingresso 2a affacciata al condotto 4 dell’elemento dosatore 3.

Si procede con la fase di pesare il contenitore 2, allo scopo di misurarne la tara, mediante i sopra citati mezzi di pesatura 6 associati al supporto 5 ed operanti lungo l’asse di pesatura A.

Il supporto 5 viene quindi separato dai mezzi di pesatura 6.

In dettaglio, il primo attuatore 18 attiva l’elemento di contrasto 19 muovendolo nella sua prima condizione in cui risulta attestato alla seconda porzione 10b dell’elemento di collegamento 10 (figura 2). In questo modo il supporto 5 viene spinto verso l’alto lungo l’asse di pesatura A. Conseguentemente la superficie di contatto 12 dell’espansione 11, la quale durante la fase di pesatura risulta essere attestata alla porzione attiva 16 del dinamometro 15, si distacca da detta porzione attiva 16.

Successivamente, il contenitore 2 viene riempito almeno in parte con una quantità di materiale in polvere predeterminata ad esempio da una dosatura volumetrica effettuata nell’elemento dosatore 3. Tale fase viene realizzata erogando il materiale in polvere, il quale entra nel contenitore 2 attraverso la bocca superiore di ingresso 2a, mediante l’elemento dosatore 3.

Contemporaneamente alla fase di riempimento, il supporto 5 viene fatto oscillare in modo alternato a va e vieni o vibratorio, lungo una direzione di scuotimento B.

In particolare, il secondo attuatore 21 attiva la porzione mobile 23, la quale si muove in modo alternato nella corrispondente porzione fissa 22, scuotendo il supporto 5 ed il relativo contenitore 2 lungo la direzione di scuotimento B. In conseguenza di ciò il materiale in polvere nel contenitore 2 viene compattato, assestato e pareggiato. In tale modo si evita, durante questa prima fase di riempimento, la formazione di un cono di materiale in polvere che potrebbe fuoriuscire dalla bocca 2a del contenitore 2.

Come sopra descritto, la direzione di scuotimento B può essere trasversale o parallela all’asse di pesatura A in base al posizionamento della porzione mobile 23 rispetto all’asse di pesatura A.

Dopo la fase di oscillazione, l’elemento di contrasto 19 ritorna in detta seconda posizione in cui non risulta essere attestato alla seconda porzione 10b dell’elemento di collegamento 10, e conseguentemente il supporto 5 viene associato di nuovo ai mezzi di pesatura 6. Infatti la superficie di contatto 12 ritorna ad attestarsi sulla porzione attiva 16 del dinamometro 15.

Successivamente, il contenitore 2 viene riempito, durante la seconda fase di riempimento, con detto materiale polvere fino a raggiungere un valore di peso predeterminato corrispondente al peso finale del contenitore pieno.

Quando la quantità di materiale nel contenitore ha raggiunto tale valore predeterminato, il dispositivo dosatore 3 interrompe automaticamente l’erogazione del materiale in polvere.

Si è visto che l’azione di scuotimento sul contenitore 2 ha una maggiore efficacia nel caso in cui la direzione di scuotimento B sia parallela all’asse di pesatura A. Tale effetto è dovuto al fatto che le forze di inerzia prodotte durante lo scuotimento vengono a sommarsi alla forza peso. Tali forze risultanti sono pertanto di notevole entità, così da essere efficaci per eliminare il sopra citato effetto cono.

Inoltre, la possibilità di separare il supporto 5 dai mezzi di pesatura 6 permette, in particolare durante la fase finale di riempimento del contenitore 2, di raggiungere un’elevata precisione nel dosaggio del materiale in polvere, senza che lo scuotimento del supporto 5 influisca sull’operazione di pesatura.

Claims (18)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1) Apparecchiatura per riempire contenitori con materiale in polvere, comprendente almeno un supporto (5) per sostenere almeno un corrispondente contenitore (2); almeno un elemento dosatore (3) posto in corrispondenza di detto supporto (5) per introdurre il materiale in polvere in detto contenitore (2); mezzi di pesatura (6) di detto contenitore (2) associati a detto supporto (5) ed operanti lungo un asse di pesatura (A); caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre mezzi (17) per separare il supporto (5) da detti mezzi di pesatura (6).
2. 2) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di scuotimento (20) connessi a detto supporto (5) per muovere il supporto (5) lungo una direzione di scuotimento (B).
3. 3) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta direzione di scuotimento (B) è sostanzialmente parallela all’asse di pesatura (A), detto asse di pesatura (A) essendo sostanzialmente verticale.
4. 4) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta direzione di scuotimento (B) è sostanzialmente trasversale all’asse di pesatura (A), detto asse di pesatura (A) essendo sostanzialmente verticale.
5. 5) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di pesatura (6) comprendono un dinamometro (15) avente una porzione attiva (16), e dal fatto che detto supporto (5) presenta una superficie di contatto (12) attestabile su detta porzione attiva (16) del dinamometro (15).
6. 6) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di pesatura (6) comprendono inoltre: un telaio di supporto (13) avente conformazione sostanzialmente scatolare e definente al suo interno una cavità (14), detto dinamometro (15) essendo posto in detta cavità (14) e presentando una prima estremità (15a) vincolata a detto telaio (13) ed una seconda estremità (15b) opposta alla prima e corrispondente a detta porzione attiva (16); e dal fatto che detto supporto (5) comprende: una base di appoggio (7); un elemento di collegamento ( 10) presentante almeno una prima porzione (IOa) connessa a detta base di appoggio (7) ed almeno una seconda porzione (10b) disposta in detta cavità (14) e presentante detta superficie di contatto (12).
7. 7) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detti mezzi (17) per separare il supporto (5) dai mezzi di pesatura (6) comprendono un primo attuatore (18) operativamente attivo su detto supporto (5) per muovere il supporto (5) stesso tra una prima condizione operativa di distacco fra la superficie di contatto (12) e la detta porzione attiva (16) del dinamometro (15), ed una seconda condizione in cui la superficie di contatto (12) è attestata alla porzione attiva (16).
8. 8) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detto primo attuatore (18) comprende un elemento di contrasto (19) mobile da una prima posizione in cui è attestato alla seconda porzione (10b) dell’elemento di collegamento (10) per muovere il supporto (5) in detta condizione operativa ed una seconda posizione in cui non è attestato alla seconda porzione ( 1 Ob) dell’elemento di collegamento (10).
9. 9) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di scuotimento (20) comprendono un secondo attuatore (21) attivo su detto supporto (5) per muoverlo in modo alternato.
10. 10) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che detto secondo attuatore (2 1 ) comprende una porzione fissa (22) vincolata a detto telaio (13) ed una porzione mobile (23) associata a detto supporto (5), detta porzione mobile (23) essendo inserita in detta porzione fissa (22).
11. 11) Procedimento per riempire contenitori con materiale in polvere, comprendente le fasi di disporre un contenitore (2) su di un supporto (5); riempire almeno in parte detto contenitore (2) con detto materiale in polvere; pesare la quantità di materiale in polvere inserita in detto contenitore (2) mediante mezzi di pesatura (6) associati a detto supporto (5) ed operanti lungo un asse di pesatura (A) sostanzialmente verticale; caratterizzato dal fatto di comprendere la fase di separare detto supporto (5) dai mezzi di pesatura (6).
12. 12) Procedimento secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre la fase di far oscillare il supporto (5) lungo una direzione di scuotimento (B) sostanzialmente parallela al detto asse di pesatura (A).
13. 13) Procedimento secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fato di comprendere inoltre la fase di far oscillare il supporto (5) lungo una direzione di scuotimento (B) sostanzialmente trasversale al deto asse di pesatura (A).
14. 14) Procedimento secondo la rivendicazione 12 o 13, caratterizzato dal fatto che detta fase di oscillazione del supporto (5) avviene successivamente alla fase di svincolare deto supporto (5) dai mezzi di pesatura (6).
15. 15) Procedimento secondo la rivendicazione 12 o 13, caraterizzato dal fatto che detta fase di riempire almeno in parte il contenitore (2) con detto materiale in polvere viene effettuata contemporaneamente alla fase di oscillazione del supporto (5).
16. 16) Procedimento secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto di comprendere la fase di riempire il contenitore (2) con detto materiale in polvere fino ad un valore di peso predeterminato rilevato da detti mezzi di pesatura (6), detta fase di riempire il contenitore (2) fino ad un valore di peso predeterminato essendo successiva alla fase di oscillazione del supporto (5).
17. 17) Apparecchiatura per riempire contenitori con materiale in polvere, sostanzialmente come descritta con riferimento ad una qualsiasi delle figure dei disegni annessi.
18. 18) Procedimento per riempire contenitori con materiale in polvere, sostanzialmente come descritto con riferimento ad una qualsiasi delle figure dei disegni annessi.