ITBO20010161A1 - Apparecchiatura per riempire contenitori con materiali, preferibilmente liquidi - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

dell'invenzione industriale dal titolo: "Apparecchiatura per riempire contenitori con materiali, preferibilmente liquidi."

La presente invenzione concerne un’apparecchiatura per riempire contenitori con materiali, preferibilmente liquidi.

Sono note delle apparecchiature per riempire contenitori con materiali liquidi, dotate di una giostra che supporta una pluralità di unità di riempimento, ciascuna delle quali comprende un erogatore atto ad introdurre una quantità prestabilita di materiale entro un relativo contenitore disposto su un apposito supporto. La giostra muove ciascun contenitore tra una stazione di carico, in cui il contenitore vuoto viene disposto su uno dei supporti, ed una stazione di scarico, in cui il contenitore, riempito con il materiale desiderato, viene tolto dalla giostra ed avviato verso un unità successiva del ciclo di lavorazione.

Il materiale da immettere nei contenitori può essere contenuto in un serbatoio di alimentazione montato superiormente alla giostra. Questa soluzione permette la realizzazione di un’apparecchiatura dalla geometria compatta e dagli ingombri contenuti, ma ne limita fortemente la versatilità di utilizzo.

E’ infatti possibile introdurre un solo materiale nei contenitori, escludendo la possibilità di utilizzare la stessa giostra per riempire, in un unico ciclo produttivo, ciascun contenitore con materiali differenti o contenitori diversi con materiali diversi. Risulta inoltre difficoltosa la pulizia degli erogatori che è particolarmente importante nel caso di materiali deperibili, come per esempio quelli alimentari. Il lavaggio degli erogatori e dei loro condotti di alimentazione può essere infatti effettuato solo dopo avere svuotato completamente il serbatoio di alimentazione ed averlo riempito con un prodotto detergente.

Per ovviare a questi inconvenienti la tecnica nota prevede l’utilizzo di macchine dotate di una pluralità di serbatoi fissi montati al di fuori della giostra e collegati agli erogatori da apposite condutture. Queste apparecchiature permettono di erogare contemporaneamente in un’unica giostra materiali diversi, oppure di riempire il medesimo contenitore con vari materiali.

La quantità predeterminata di ciascun materiale destinata ad ogni contenitore è definita con misurazioni di tipo temporale: gli erogatori presentano delle valvole che rimangono aperte, permettendo il passaggio del materiale, solo per un intervallo di tempo predefinito.

Queste misure risultano però poco precise in quanto dipendono strettamente dalle condizioni fisiche nelle quali si trova il materiale.

Deboli cambiamenti delle condizioni ambientali possono quindi alterare significativamente la massa di prodotto inserita nel contenitore.

Nel caso dei liquidi, per esempio, la temperatura influisce notevolmente sulla viscosità, e quindi sulla velocità di scorrimento del materiale nelle condutture che collegano i serbatoi agli erogatori. La misura del tempo di erogazione di un flusso, la cui entità è notevolmente variabile, non permette quindi un controllo preciso della quantità di materiale introdotta nei contenitori.

Scopo della presente invenzione è fornire un’apparecchiatura in grado di introdurre in contenitori quantità molto precise di materiali diversi.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una apparecchiatura per riempire contenitori con materiali, preferibilmente liquidi, comprendente: una giostra rotante attorno ad un primo asse; una pluralità di unità di riempimento montate sulla giostra e presentanti ciascuna un supporto per un contenitore, un erogatore posto in corrispondenza di detto supporto per introdurre almeno un materiale in detto contenitore e mezzi di pesatura del contenitore associati a detto supporto; almeno un serbatoio per almeno un materiale da introdurre nei contenitori; e mezzi di collegamento attivi tra il serbatoio e detti erogatori per alimentare gli erogatori con il materiale contenuto nel serbatoio.

Preferibilmente l’apparecchiatura comprende una pluralità di serbatoi, ciascuno dei quali presenta un basamento fisso e contiene un relativo materiale da introdurre in almeno uno di detti contenitori, detti mezzi di collegamento essendo attivi tra ciascun serbatoio ed almeno uno di detti erogatori.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:

- la figura 1 illustra, in vista laterale con alcune parti asportate per chiarezza, una apparecchiatura in accordo con una prima forma realizzativa della presente invenzione;

- la figura 2 illustra, in vista laterale e con alcune parti in sezione, un particolare di figura 1 ;

- la figura 3 illustra, in vista laterale e con alcune parti asportate per chiarezza, un’apparecchiatura in accordo con una seconda forma di attuazione della presente invenzione; e

- la figura 4 illustra, in vista laterale e con alcune parti asportate per chiarezza, un’apparecchiatura in accordo con una terza forma di realizzazione della presente invenzione.

Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicata nel suo complesso un’apparecchiatura per riempire contenitori 2 con materiali, preferibilmente liquidi.

L’apparecchiatura comprende un telaio di supporto 3 per una giostra 4 rotante attorno ad un primo asse 5 sostanzialmente verticale. La giostra 4 presenta un albero 6 girevolmente montato sul telaio di supporto 3 e disposto lungo il primo asse 5. Ad un’estremità inferiore 6a dell’albero 6 è montata una prima flangia 7 la quale sostiene mezzi 8, di tipo noto e pertanto non ulteriormente descritti, per mettere in rotazione la giostra 4.

Sull’albero 6 è inoltre montata una pluralità di unità di riempimento 9, disposte circonferenzialmente attorno al primo asse 5, rispetto al quale sono angolarmente equidistanziate. Ciascuna unità di riempimento 9 comprende un supporto 10 per uno dei contenitori 2, un erogatore 11 posto in corrispondenza del supporto 10 per introdurre almeno un materiale nel contenitore 2 attraverso un’apertura 2a e mezzi di pesatura 12 del contenitore 2 associati al supporto 10.

Ciascun supporto 10 è sostenuto da un braccio 13 connesso ad una seconda flangia 14 montata sull’albero 6 e presenta una base d’appoggio 15 per un contenitore 2 provvista di un montante 16 dal quale sporgono delle appendici di trattenimento laterale 17 del contenitore 2.

Gli erogatori 1 1 sono disposti lungo il perimetro di una terza flangia circolare 18, sulla verticale delle basi di appoggio 15. Ciascuno degli erogatori 11 , di tipo noto, è commutabile tra una condizione operativa in cui introduce almeno un materiale nel contenitore 2 ed almeno una condizione non operativa in cui non introduce materiale nel contenitore 2. Come descritto più dettagliatamente in seguito gli erogatori sono pilotati, in funzione del peso del materiale introdotto nel contenitore, tra la condizione operativa e quella non operativa da un’unità di controllo e comando, di tipo noto e pertanto non mostrata nei disegni, collegata ai mezzi di pesatura 12.

Gli erogatori 11 sono alimentati da almeno un serbatoio 19 contenente il materiale da introdurre nei contenitori 2 e presentante un basamento fisso 19a esterno alla giostra 4. Vantaggiosamente il serbatoio 19 è chiuso a tenuta e comprende mezzi 19b per variare la pressione interna al serbatoio 19, tali mezzi 19b comprendono un aspiratore 19c operativamente attivo all’ interno del serbatoio 19 per sottrarre aria dal serbatoio in modo da fame diminuire la pressione ed un compressore 19d attivo all 'interno del serbatoio per immettervi aria in modo da fame aumentare la pressione.

Mezzi di collegamento 20 sono attivi tra il serbatoio 19 e gli erogatori 11. Tali mezzi di collegamento 20 comprendono un condotto fisso 21 presentante una prima estremità 21a connessa al serbatoio 19 ed una seconda estremità 21b girevolmente connessa, tramite un giunto rotante 22 ad una camera di raccordo 23 montata all’estremità superiore 4a della giostra 4. La camera di raccordo 23 mette in comunicazione di fluido il condotto fisso 21 con una pluralità di condotti mobili 24 solidali alla giostra e aventi ciascuno una prima estremità 24a connessa ad un rispettivo erogatore ed una seconda estremità 24b affacciata alla camera di raccordo 23.

Alternativamente è possibile realizzare mezzi di collegamento 20 presentati una camera di raccordo 23 solidale con il condotto fisso 21 e girevolmente connessa ai condotti mobili 24.

Con riferimento alla figura 2, una forma preferenziale di realizzazione dei mezzi di pesatura 12 prevede di alloggiare un dinamometro 25 all’interno di una cavità 26 ricavata in ciascun braccio 13 della giostra 4. Il dinamometro 25 è connesso al supporto 10 in modo da misurare una forza agente in direzione verticale sul supporto 10 stesso. Nel dettaglio, il dinamometro 25 comprende un estensimetro elettrico 27 avente una prima estremità 27a connessa ad una porzione centrale 4a della giostra 4, in particolare ad una porzione 13a del braccio 13, ed una seconda estremità 27b, connessa al supporto 10, presentante un elemento di battuta 28. Ciascun supporto 10 ha un gambo 29 estendentesi, in direzione verticale, al di sotto della base d’appoggio 15 e parzialmente aH’intemo della cavità 26. Il gambo 29 presenta un’espansione trasversale 29a attestata sull’elemento di battuta 28. Il supporto 10 è connesso al braccio 13, in modo che il peso del contenitore sia sostenuto dalla seconda estremità 27b dell’estensimetro 27. A quest’ultimo è collegato un trasduttore, di tipo noto e pertanto non mostrato nei disegni, che, in base alla deformazione dell’estensimero 27 invia all’unità di controllo e comando un segnale funzione del peso del contenitore 2.

Secondo quanto illustrato in figura 3, l’apparecchiatura 1 comprende, in una seconda forma realizzativa, una pluralità di serbatoi 19, ciascuno dei quali ha le caratteristiche descritte con riferimento alla figura 1 e contiene un relativo materiale da introdurre in almeno uno dei contenitori 2.

In questo caso i mezzi di collegamento 20 sono attivi tra ciascun serbatoio 19 ed almeno uno degli erogatori 11 montati su una giostra 4, del tipo descritto precedentemente. Gli stessi mezzi di collegamento 19 presentano infatti una pluralità di condotti fissi 2 1 , ciascuno dei quali si sviluppa tra un rispettivo serbatoio 19 e la camera di raccordo.

Allo scopo di alimentare contemporaneamente tutti gli erogatori 11 con uno stesso materiale, su ogni condotto fisso 21 è attiva una valvola 30 pilotabile tra una serie di condizioni operative corrispondenti ciascuna all’apertura di un diverso condotto fisso 21 e alla chiusura di tutti gli altri.

Con riferimento alla figura 4, la presente invenzione prevede, in una terza forma di realizzazione mezzi di collegamento 20, conformati in modo tale da poter alimentare contemporaneamente erogatori 11 diversi con prodotti differenti. In questo caso è prevista una pluralità di camere di raccordo 23 ciascuna delle quali è collegata ad un unico serbatoio 19 ed alimenta un gruppo di erogatori 11.

In particolare in figura 4 è visibile un primo serbatoio 19' per un primo prodotto, al quale è collegata la prima estremità 2 la’ di un primo condotto fisso 2Γ. La seconda estremità 21b’ del primo condotto fisso 2Γ è connessa alla superficie interna 3 la di un supporto tubolare 3 1 fisso e avente un asse coincidente con il primo asse 5. Il corpo tubolare 31 presenta, in corrispondenza della seconda estremità 21b’ del primo condotto fìsso 2Γ una prima apertura passante 32 che mette in comunicazione il primo condotto fisso 2Γ con una prima camera di raccordo 23' a pianta anulare concentrica al primo asse 5 e girevolmente montata sulla superficie esterna 3 lb del supporto tubolare 31. Almeno un primo condotto mobile 24' collega infine la prima camera di raccordo 23' con almeno un primo erogatore 11

L’apparecchiatura di figura 4 comprende inoltre un secondo serbatoio 19" per un secondo prodotto, al quale è collegata la prima estremità 2 la" di un secondo condotto fisso 21". La seconda estremità 21b" del secondo condotto fisso 21" è connessa alla superficie interna 3 la del supporto tubolare 31. Il corpo tubolare 31 presenta, in corrispondenza della seconda estremità 21b" del secondo condotto fisso 21" una seconda aperura passante 33 che mette in comunicazione il secondo condotto fisso 21" con una seconda camera di raccordo 23" a pianta anulare concentrica al primo asse 5 e girevolmente montata sulla superficie esterna 3 lb del supporto tubolare 3 1. Almeno un secondo condotto mobile 24" collega infine la seconda camera di raccordo 23" con almeno un secondo erogatore 11".

Il funzionamento dell’apparecchiatura 1, descritta precedentemente, secondo varie forme realizzative, in termini prevalentemente strutturali è il seguente.

In ciascuna unità di riempimento 9 i mezzi di pesatura 12 misurano la tara di un contenitore 2 da riempire disposto su un relativo supporto 10. Successivamente l’erogatore 11 viene attivato in modo da introdurre nel contenitore 2 il materiale contenuto nel serbatoio 19. La pressione del flusso che alimenta gli erogatori 11 può essere controllata utilizzando i mezzi 19b per variare la pressione interna al serbatoio 19. Come descritto nella domanda di brevetto italiana B098A 000457, nel caso in cui il materiale da immettere nei contenitori 2 sia un liquido notevolmente viscoso, può essere vantaggioso aumentare la pressione interna al serbatoio, in modo da ottenere una maggiore velocità di erogazione del materiale nei contenitori 2. Al contrario, nel caso in cui il materiale da immettere nei contenitori 2 sia un fluido facilmente soggetto al fenomeno della formazione di schiuma, può essere utile mantenere all’ interno del serbatoio una pressione bassa, in modo da evitare che gli erogatori indirizzino con forza un getto all’ interno del contenitore generando una notevole quantità di schiuma.

Durante la fase di riempimento, il peso di ciascun contenitore 2 è controllato dai mezzi di pesatura 12. Quando questi ultimi misurano un valore pari alla tara del contenitore 2 più il peso della quantità predefinita di materiale da immettere nel contenitore 2 stesso l’unità di controllo e comando interrompe l’immissione di materiale nel contenitore 2 ponendo il corrispondente erogatore 11 nella condizione non operativa. Si ottiene in questo modo un dosaggio molto preciso ed affidabile della quantità di materiale desiderata in ogni contenitore 2.

Nel caso in cui si voglia effettuare il lavaggio degli erogatori I l e dei relativi condotti 24, 21 è sufficiente collegare al condotto fisso 21 una sorgente di un fluido refrigerante. E’ in questo modo possibile ottenere una efficace pulitura dell’apparecchiatura 1 senza dovere svuotare il serbatoio 19 contenente il materiale da introdurre nei contenitori 2.

L’invenzione, nella seconda forma di realizzazione, illustrata in figura 3, permette di inserire precise quantità di materiali diversi in ogni contenitore 2. In questo caso la valvola 30, comandata dall’unità di controllo e comando, mette in comunicazione gli erogatori 11 con il serbatoio 19 che contiene il primo materiale da immettere nei contenitori 2. Quando i mezzi di pesatura 12 indicano che la quantità del primo prodotto immessa nei contenitori è pari a quella predefinita la valvola 20 mette in comunicazione gli erogatori 11 con un serbatoio 19 contenente un nuovo materiale da inserire nei contenitori. E’ possibile in questo modo riempire ogni contenitore 2 con diverse quantità, ciascuna esattamente pari a quella predefinita, di materiali differenti.

Nella terza forma di realizzazione, illustrata in figura 4, l’apparecchiatura secondo l’invenzione permette di erogare contemporaneamente prodotti diversi in contenitori diversi. Vantaggiosamente un primo gruppo di erogatori 1 Γ può essere collegato ad un primo serbatoio 19' contenente un primo materiale mentre un secondo gruppo di erogatori 11” può essere messo in comunicazione con un secondo serbatoio 19” contente un secondo materiale. I mezzi di pesatura 12 di ciascuna stazione garantiscono ancora che in ogni serbatoio 2 sia immessa la corrispondente corretta quantità di materiale. In questo modo è possibile imbottigliare materiali diversi utilizzando un’unica giostra, aumentando ulteriormente la versatilità di utilizzo dell’apparecchiatura 1.

Claims (15)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1) Apparecchiatura per riempire contenitori (2) con materiali, preferibilmente liquidi, caratterizzata dal fatto di comprendere una giostra (4) rotante attorno ad un primo asse (5); una pluralità di unità di riempimento (9) montate sulla giostra (4) e presentanti ciascuna un supporto (10) per un contenitore (2), un erogatore (11) posto in corrispondenza di detto supporto (10) per introdurre almeno un materiale in detto contenitore (2) e mezzi di pesatura (12) del contenitore (2) associati a detto supporto (10); almeno un serbatoio (19) per almeno un materiale da introdurre nei contenitori (2); e mezzi di collegamento (20) attivi tra il serbatoio (19) e detti erogatori (11) per alimentare gli erogatori (11) con il materiale contenuto nel serbatoio ( 19).
2. 2) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere una pluralità di serbatoi (19), ciascuno dei quali contenente un relativo materiale da introdurre in almeno uno di detti contenitori (2), detti mezzi di collegamento (20) essendo attivi tra ciascun serbatoio (19) ed almeno uno di detti erogatori (11).
3. 3) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto dal che ciascun serbatoio (19) presenta un basamento fisso (19a) esterno alla giostra (4).
4. 4) Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di collegamento (20) comprendono almeno un condotto fisso (21) collegato ad almeno uno di detti serbatoi (19) ed almeno un condotto mobile (24) collegato ad almeno uno di detti erogatori (11), detto condotto mobile (21) essendo rotante, solidalmente con la giostra (4), attorno al primo asse (5), detta condotto fisso (21) essendo in comunicazioni di fluido con detto condotto mobile (24).
5. 5) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di collegamento (20) comprendono inoltre una camera di raccordo (23), detto condotto fisso (21) e detto condotto mobile (24) affacciandosi su detta camera di raccordo (23), detta camera di raccordo (23) essendo solidale al condotto mobile (24) e girevolmente connessa a detto condotto fisso (21).
6. 6) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di collegamento (20) comprendono inoltre una camera di raccordo (23), detto condotto fisso (21) e detto condotto mobile (24) affacciandosi su detta camera di raccordo (23), detta camera di raccordo (23) essendo solidale al condotto fisso (21) e girevolmente connessa a detto condotto mobile (24).
7. 7) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzata dal fatto che comprende una pluralità di dette camere di raccordo (23', 23"), una pluralità di detti condotti fissi (2Γ,21") ed una pluralità di detti condotti mobili (24', 24"), ciascuna di dette camere di raccordo (23';23") essendo collegata ad un rispettivo serbatoio (19'; 19") tramite uno di detti condotti fissi (2Γ;21") e ad almeno un rispettivo erogatore ( 11'; 11 ") tramite uno di detti condotti mobili (24';24").
8. 8) Apparecchiatura secondo le rivendicazioni 5 o 6 quando dipendenti dalla rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di collegamento (20) comprendono una pluralità di detti condotti fissi (21) ciascuno dei quali si estende tra un relativo serbatoio (19) e detta camera di raccordo (23); e almeno una valvola (30) attiva su almeno uno di detti condotti fissi (21) e pilotabile tra una condizione di apertura ed una condizione di chiusura del condotto fisso (21).
9. 9) Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che ciascun erogatore (11) è commutabile tra una condizione operativa in cui introduce almeno un materiale nel contenitore (2) ed almeno una condizione non operativa in cui non introduce materiale nel contenitore (2) e dal fatto che ciascun unità di riempimento (9) comprende inoltre una unità di controllo e comando collegata ai mezzi di pesatura (12) ed operativamente attiva sul rispettivo erogatore (11) per pilotarlo tra la condizione operativa e la condizione non operativa.
10. 10) Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di pesatura (12) comprendono un dinamometro (25) connesso a detto supporto (10) in modo da misurare una forza agente in direzione verticale sul supporto (10).
11. 11) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 10 quando dipende dalla 9, caratterizzata dal fatto che detto dinamometro (25) comprende un estensimetro elettrico (27) avente una prima estremità (27a) connessa ad una porzione centrale (4a) della giostra (4) ed una seconda estremità associata a detto supporto (10); ed un trasduttore attivo tra detto estensimetro (27) e detta unità di controllo e comando.
12. 12) Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che almeno uno di detti serbatoi (19) presenta mezzi (19b) per variare la pressione interna al serbatoio (19).
13. 13) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che detti serbatoi (19) sono chiusi a tenuta e dal fatto che detti mezzi (19b) per variare la pressione comprendono un aspiratore (19c) operativamente attivo all’ interno del serbatoio (19) per sottrarre aria dal serbatoio (19) in modo da fare diminuire la pressione interna al serbatoio.
14. 14) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 12 o 13, caratterizzata dal fatto che detti serbatoi (19) sono chiusi a tenuta e dal fatto che detti mezzi (19b) per variare la pressione comprendono un compressore (19d) operativamente attivo all’ interno del serbatoio (19) per immettere aria nel serbatoio (19) in modo da fare aumentare la pressione interna allo stesso serbatoio (19).
15. 15) Apparecchiatura per riempire contenitori con materiali, preferibilmente liquidi, sostanzialmente come descritta con riferimento ad una qualsiasi delle figure dei disegni annessi.