ITBO20070236A1

ITBO20070236A1 - Metodo per il dosaggio di prodotti polverulenti e/o granulari all'interno di elementi contenitori ed apparato destinato ad attuarlo

Info

Publication number: ITBO20070236A1
Application number: IT000236A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Monti
Original assignee: Marchesini Group Spa
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2007-04-02
Publication date: 2008-10-03
Also published as: EP1977973B1; EP1977973A1; DE602008000356D1; US20080236701A1; US8201591B2; ES2338073T3

Description

METODO PER IL DOSAGGIO DI PRODOTTI POLVERULENTI E/O GRANULARI ALL’INTERNO DI ELEMENTI CONTENITORI ED APPARATO DESTINATO AD ATTUARLO

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

La presente invenzione si inquadra nel settore tecnico relativo agli apparati per il dosaggio di prodotti polverulenti e/o granulari all’interno di elementi contenitori, quali flaconi o buste, ad esempio movimentati su una linea di avanzamento, nonché ai metodi per il dosaggio di prodotti polverulenti e/o granulari all’interno di elementi contenitori.

E’ noto dal brevetto US 4,640,322 un apparato per il riempimento di elementi contenitori con prodotti polverulenti, in grado di operare in ambienti ad atmosfera controllata; tale apparato comprende: una tramoggia di contenimento dei prodotti polverulenti; una camera di dosaggio comprendente un ingresso connesso alla tramoggia, un’uscita allineata di volta in volta con rispettivi elementi contenitori in transito, ed un passaggio interno a sviluppo verticale; un elemento permeabile ai gas che delimita superiormente il passaggio; una valvola di scarico agente funzionalmente nel passaggio, al disotto dell’ingresso dei prodotti, e mobile fra una posizione di apertura ed una di chiusura, nelle quali rispettivamente consente ed impedisce la comunicazione fra il passaggio e l’uscita, con tale valvola individuante nella relativa posizione di chiusura e congiuntamente con l’elemento permeabile una cavità interna; mezzi a depressione atti ad aspirare una data quantità di prodotti dalla tramoggia attraverso l’ingresso ed all’interno della cavità allorché la valvola si trova nella posizione di chiusura; mezzi a pressione destinati a proiettare la quantità di prodotti, così caricati all’interno della cavità, attraverso l’uscita del passaggio ed all’interno di un corrispondente elemento contenitore quando la valvola si trova nella posizione di apertura.

Nella regione in cui opera la valvola, le porzioni delle pareti che delimitano il passaggio interno sono costituite da una membrana elastica deformabile; la valvola comprende un elemento otturatore destinato ad agire dall’esterno in senso trasversale al passaggio, intercettando e premendo la citata membrana elastica verso la parete del passaggio ad essa contraffacciata; tale elemento otturatore agisce pertanto fra la succitata posizione di chiusura, in cui la membrana elastica riscontra la suddetta parete contraffacciata del passaggio, con conseguente ostruzione completa di quest’ultimo, e la citata posizione di apertura nella quale la cavità interna, per la reazione elastica di detta membrana, risulta comunicante con l’uscita del passaggio per consentire il transito dei prodotti polverulenti.

Alcuni inconvenienti di questa soluzione consistono nel rapido deterioramento della membrana elastica e nella sua possibile perforazione, imputabili alle continue sollecitazioni di deformazione cui è sottoposta la membrana medesima durante il funzionamento dell’apparato; ciò richiede frequenti sostituzioni di tale membrana, le quali limitano la produttività dell’apparato e comunque ne diminuiscono l’affidabilità. L’apparato di cui sopra consente la registrazione della posizione relativa dell’elemento permeabile all’interno del passaggio, cosicché sia possibile definire la quantità di prodotti polverulenti che deve essere caricata nella cavità e quindi la dose destinata ad essere introdotta in un corrispondente elemento contenitore; in fase di caricamento, tuttavia, una quantità non nota di prodotti, variabile ad ogni ciclo operativo, cade nel volume individuato fra l’ingresso e la sottostante membrana elastica deformata (elemento otturatore in posizione di chiusura). In conseguenza di ciò la quantità di prodotti proiettata nei sottostanti elementi contenitori può discostarsi anche sensibilmente da quella richiesta; ciò rappresenta un inconveniente particolarmente invalidante in applicazioni in cui le tolleranze sono minime, ad esempio qualora i prodotti siano particolarmente costosi (es: prodotti cosmetici) o ad uso medicinale.

Un ulteriore inconveniente dell’apparato di cui sopra consta nella impossibilità di riprodurre cicli operativi identici, in particolare di generare sempre un medesimo getto di gas compresso per la proiezione di una quantità dosata, preventivamente caricata nella cavità interna, all’interno di un corrispondente elemento contenitore; infatti, la proiezione di ciascun getto di gas compresso viene demandata all’azionamento temporizzato di una elettrovalvola, funzionalmente connessa alla sorgente a pressione, la quale presenta, per proprie caratteristiche intrinseche, tempi di risposta variabili nel tempo.

Alla luce degli inconvenienti suesposti, è scopo della presente invenzione proporre un apparato per il dosaggio di prodotti polverulenti e/o granulari all’interno di elementi contenitori, il quale sia in grado di risolvere gli inconvenienti delle soluzioni di tipo noto, ad esempio del tipo descritto in premessa, e di operare in ambienti ad atmosfera controllata; in altre parole si vuole proporre un apparato di nuova concezione che sia affidabile, funzionale, permetta di conseguire elevate velocità produttive ed alimenti corrispondenti elementi contenitori con quantità dosate di prodotti prestabilite, contraddistinte da tolleranze minime, consentendo così l’utilizzo dell’apparato in oggetto anche nell’industria cosmetica e farmaceutica.

Ancora uno scopo della presente invenzione consiste nel proporre un apparato che consenta la proiezione di quantità dosate di prodotti polverulenti e/o granulari all’interno di corrispondenti elementi contenitori mediante getti di gas compresso della medesima entità ad ogni ciclo operativo dell’apparato, cosicché ciascun ciclo possa essere riprodotto sostanzialmente nelle medesime condizioni operative.

Un ulteriore scopo della presente invenzione consiste nel proporre un apparato di dosaggio i cui costi siano relativamente contenuti rispetto ai vantaggi che si vogliono perseguire.

Un altro scopo della presente invenzione consiste nel proporre un metodo per il dosaggio di prodotti polverulenti e/o granulari all’interno di elementi contenitori che sia di nuova concezione, contraddistinto da fasi semplici ed essenziali, garantisca elevati standard di produttività, sia attuabile anche in ambienti ad atmosfera controllata ed i cui costi di attuazione siano relativamente contenuti rispetto ai vantaggi che si intendono perseguire.

I suddetti scopi sono ottenuti in accordo con il contenuto delle rivendicazioni.

Le caratteristiche dell’invenzione, non emergenti da quanto appena detto, saranno meglio evidenziate nel seguito, in accordo con quanto riportato nelle rivendicazioni e con l’ausilio delle allegate tavole di disegno, nelle quali:

- le figure 1A, 1B, 1C rappresentano corrispondenti viste schematiche laterali dell’apparato oggetto dell’invenzione, parzialmente sezionato, in altrettante configurazioni operative particolarmente significative;

- le figure 2A, 2B mostrano corrispondenti viste schematiche laterali dell’apparato oggetto dell’invenzione, parzialmente sezionato, in altrettante configurazioni operative particolarmente significative, in accordo con una variante realizzativa; - le figure 3A, 3B illustrano un particolare ingrandito rispettivamente delle figure 2A, 2B.

Con riferimento alle allegate tavole di disegno si è indicato genericamente con 1 l’apparato oggetto dell’invenzione, soprastante un trasportatore (non mostrato) di N file affiancate (anch’esse non rappresentate) di elementi contenitori C, destinati a ricevere al proprio interno, ciascuno, una corrispondente quantità dosata Q di prodotti polverulenti e/o granulari alimentata dall’apparato 1 medesimo. In maniera nota al tecnico del settore, l’apparato 1 ed il trasportatore sono azionati in mutua relazione di fase fra loro: a titolo esemplificativo, nel seguito della descrizione si supporrà l’apparato 1 fisso, vincolato ad un telaio non rappresentato, ed il trasportatore movimentato in modo intermittente e cooperante con organi noti per il sollevamento di ciascuna serie di N elementi contenitori C affiancati trasversalmente, di volta in volta sottostante l’apparato 1 medesimo, in fase di inserimento dei prodotti polverulenti e/o granulari al loro interno.

L’apparato 1 è composto sostanzialmente da una tramoggia 2 contenente prodotti polverulenti e/o granulari e da N unità di dosaggio D servite da quest’ultima, funzionalmente identiche ed affiancate fra loro, destinate a proiettare corrispondenti quantità dosate Q di prodotti all’interno di rispettivi N elementi contenitori C di una relativa serie sottostante, in relazione di fase con l’avanzamento del trasportatore, come si è detto. Tenuto conto di ciò, la descrizione seguente farà riferimento, per semplicità, ad una generica unità di dosaggio D.

Tale tramoggia di carico 2 di prodotti polverulenti e/o granulari comprende al proprio interno, in corrispondenza della parte inferiore, una valvola stellare 3 azionata ad intermittenza, la quale si sviluppa sostanzialmente per l’intera estensione dell’apparato 1, trasversalmente rispetto all’avanzamento degli elementi contenitori C.

Con 4 si è indicato un passaggio, a conformazione cilindrica e sviluppo verticale, il quale è collegato inferiormente ad un condotto di scarico verticale 5 dei citati prodotti polverulenti e/o granulari P e risulta delimitato superiormente da un setto 7 di materiale permeabile ai gas fissato ad un corsoio 6 registrabile su posizioni distinte, in maniera automatica ovvero da un operatore; il setto 7 è comunicante mediante un canale interno 8 ed un canale esterno 9, fra loro collegati, ad una valvola a tre vie non indicata nelle figure, la quale risulta a sua volta collegata ad una prima sorgente a depressione 10 e ad una prima sorgente a pressione identificantesi nella fattispecie in un’unità complessivamente indicata con il riferimento 11 .

Con 12 si è indicato un elemento otturatore che impegna liberamente un idoneo alloggiamento 13 e risulta assoggettato ad organi attuatori 14 destinati a movimentarlo in senso alternato lungo il proprio asse di sviluppo orizzontale, fra una posizione di occlusione O del passaggio 4, in cui resta definita una camera di dosaggio 15 fra lo stesso elemento otturatore 12 ed il setto 7, ed una posizione di consenso C del transito dei prodotti polverulenti e/o granulari P verso il condotto di scarico 5; nella fattispecie, tale elemento otturatore 12 conforma uno scasso 16 in corrispondenza della propria superficie laterale, in prossimità della relativa testata 17, atto a porre in comunicazione la tramoggia 2 con la camera di dosaggio 15 allorché lo stesso elemento otturatore 12 si trova nella posizione di occlusione O (figura 1A), come risulterà chiaro nel seguito. Il collegamento della tramoggia 2 con lo scasso 16 è ottenuto mediante un condotto di immissione 34 realizzato alla parte inferiore della tramoggia 2 medesima.

Elementi raschiatori 22 sono opportunamente fissati in corrispondenza della porzione periferica dell’alloggiamento 13 esposta ai prodotti polverulenti e/o granulari P provenienti dalla tramoggia 2, allo scopo di evitare che particelle di questi ultimi possano insinuarsi fra lo stesso alloggiamento 13 e l’elemento otturatore 12 durante il movimento alternato dello stesso, potendone comprometterne il funzionamento.

Il condotto di scarico 5 termina funzionalmente con un relativo ugello 18.

L’apparato 1 prevede un elemento tubolare 19 che racchiude il condotto di scarico 5 e risulta concentrico ad esso, ad individuare un’intercapedine anulare; nell’elemento tubolare 19, inoltre, risulta praticata un’apertura 20 che rende comunicante l’intercapedine anulare ad una sorgente a depressione attraverso un condotto di aspirazione 21 . Nell’esempio illustrato, comunque, tale sorgente a depressione si identifica con la citata prima sorgente a depressione 10.

L’unità 11 comprende un cilindro 23 contenente uno stantuffo 24, a definire: una prima camera 25 comunicante, mediante interposizione funzionale di una valvola a tre vie 26, rispettivamente con il setto 7, mediante il condotto 9, e con una seconda sorgente a pressione 27; ed una seconda camera 28 comunicante, mediante interposizione funzionale di una valvola a tre vie 29, rispettivamente con una terza sorgente a pressione, non indicata, e con uno scarico 30. Una battuta 33 per lo stantuffo 24, registrabile su posizioni distinte dall’operatore ovvero in maniera automatica, definisce il massimo volume di espansione che può essere assunto dalla prima camera 25 durante il funzionamento dell’unità 11.

A titolo esemplificativo, nelle figure allegate sono stati rappresentati con 31 , 32 dispositivi di regolazione della pressione di tipo noto interposti rispettivamente fra la seconda sorgente a pressione 27 e la valvola a tre vie 26 e fra la terza sorgente a pressione e la valvola a tre vie 29.

Segue la descrizione del funzionamento di un ciclo dell’apparato 1 oggetto della presente invenzione, con riferimento ad una generica unità di dosaggio D, restando intese considerazioni analoghe per quelle restanti, data l’identità delle caratteristiche strutturali e funzionali che contraddistinguono le unità D medesime.

La figura 1A schematizza la fase di immissione ed aspirazione dei prodotti polverulenti e/o granulari P all’interno della camera di dosaggio 15, nella quale la valvola a tre vie (come detto non indicata) pone in comunicazione quest’ultima con la prima sorgente a depressione 10 e l’elemento otturatore 12 si trova nella citata posizione di occlusione O: i prodotti P vengono sospinti dalla tramoggia 2 verso la camera di dosaggio 15, attraverso lo scasso 16 praticato nell’elemento otturatore 12, dall’azionamento a passo della valvola stellare 3 ed ivi compattati per effetto dell’azione aspirante della prima sorgente a depressione 10 esercitata attraverso il setto permeabile 7; ciò determina il riempimento dell’intero volume della camera di dosaggio 15 con prodotti polverulenti e/o granulari P. La quantità compattata di tali prodotti P interessante il volume della camera di dosaggio 15, definito previa registrazione della posizione assunta dal corsoio 6, definisce in maniera univoca (a differenza di quanto si verifica in arte nota) la dose Q di prodotti P destinata ad essere introdotta all’interno di un corrispondente elemento contenitore C.

La posizione di occlusione O assunta dall’elemento otturatore 12 è stata anche rappresentata in scala ingrandita in figura 3A, sebbene con riferimento ad una variante realizzativa che verrà discussa nel seguito; in tale configurazione la testata 17 dell’otturatore 12 preme contro una corrispondente porzione contraffacciata della parete di delimitazione del passaggio 4, ostruendo completamente quest’ultimo. Segue la movimentazione dell’otturatore 12 nella citata posizione di consenso C ad opera degli organi attuatori 14 (figura 1 B), il che ripristina la comunicazione fra la camera di dosaggio 15 ed il condotto di scarico 5 dei prodotti polverulenti e/o granulari P; l’azione aspirante esercitata dalla prima sorgente a depressione 10, esercitata attraverso il setto 7, trattiene stabilmente la dose Q di prodotti polverulenti e/o granulari P nella camera di dosaggio 15 per il tempo necessario allo scorrimento dell’elemento otturatore 12 lungo il relativo alloggiamento 13, verso la posizione di consenso C. In relazione di fase con lo spostamento dell’elemento otturatore 12 avviene la commutazione della valvola a tre vie, la quale pone in comunicazione funzionale la camera di dosaggio 15 con la prima sorgente a pressione 11 , e l’attivazione della stessa prima sorgente a pressione 11 (secondo le modalità che verranno descritte nel seguito) con conseguente proiezione della quantità dosata Q attraverso il condotto di scarico 5 (figura 1 B) fino all’Interno del corrispondente elemento contenitore C (figura 1C). In relazione di fase con il transito della quantità dosata Q di prodotti polverulenti e/o granulari P lungo il condotto di scarico 5, viene stabilita una depressione in corrispondenza dell’imboccatura dell’elemento contenitore C grazie all’azione aspirante esplicata dalla prima sorgente a depressione 10 agente attraverso il condotto di aspirazione 21 ed attraverso l’intercapedine anulare, come precisato individuata fra l’elemento tubolare 19 ed il condotto di scarico 5: vantaggiosamente, la depressione favorisce, da un lato, una più rapida discesa della quantità dosata Q lungo il condotto di scarico 5 ed all’interno dell’elemento contenitore C e, dall’altro, risulta di entità tale da consentire l’aspirazione delle polveri sospese generantisi durante il riempimento di quest’ultimo. Tale accorgimento risulta oltremodo apprezzabile allorché l’apparato 1 oggetto dell’invenzione opera in ambienti ad atmosfera controllata, per i quali è di estrema importanza che i prodotti introdotti negli elementi contenitori C non si diffondano in alcun modo all’esterno.

I prodotti polverulenti e/o granulari P compattati che restano imprigionati nello scasso 16 dell’otturatore 12 a seguito dell’operazione di aspirazione di una quantità dosata Q all’interno della camera di dosaggio 15, sono destinati ad essere convogliati nella camera di dosaggio 15 in corrispondenza del ciclo operativo successivo dell’apparato 1 .

La posizione di consenso C assunta dall’elemento otturatore 12 e rappresentata nelle figure 1 B, 1C è stata anche rappresentata in scala ingrandita in figura 3B, sebbene con riferimento ad una variante realizzativa che verrà discussa nel seguito; in tale configurazione la testata 17 dell’otturatore 12 occupa soltanto in maniera marginale il passaggio 4, senza che ciò possa compromettere l’operazione di scarico della quantità dosata Q dalla camera di dosaggio 15 all’interno del corrispondente elemento contenitore C; resta intesa, ovviamente, la possibilità di prevedere l’apparato 1 in guisa che l’otturatore 12, nella posizione di consenso C, non interferisca con il passaggio 4.

Durante il ritorno dell’otturatore 12 verso la posizione di consenso C (figura 1 B), gli elementi raschiatori 22 trattengono i prodotti polverulenti e/o granulari P nel condotto di immissione 34; vantaggiosamente, ciò evita che eventuali particelle di tali prodotti P possano insinuarsi fra l’elemento otturatore 12 ed il relativo alloggiamento 13 durante il movimento alternato dello stesso otturatore 12, potendone comprometterne il funzionamento.

Una volta completato il riempimento dell’elemento contenitore C (figura 1 C), gli organi attuatori 14 movimentano l’elemento otturatore 12 nuovamente in posizione di occlusione O (figura 1 A) ed in idonea relazione di fase viene azionata la valvola a stella 3 e commutata la valvola a tre vie che pone in comunicazione il setto 7 con la prima sorgente a depressione 10: ha così inizio un nuovo ciclo operativo di aspirazione ed immissione di una quantità dosata Q di prodotti polverulenti e/o granulari P nella camera di dosaggio 15 e la sua proiezione all’interno di un successivo elemento contenitore C.

Ancora con riferimento alle figg.1 A, 1 B, 1C segue la descrizione delle fasi operative che contraddistinguono il funzionamento della prima sorgente o unità di pressione 11 , le quali sono ovviamente destinate ad avvenire in idonea relazione di fase con il ciclo operativo dell’apparato 1 nel suo complesso, poc’anzi descritto.

La prima sorgente a pressione 11 opera per proiettare un getto di gas compresso, contenuto all’interno della prima camera 25, contemporaneamente attraverso il passaggio 4 di ciascuna unità di dosaggio D, onde realizzare lo scarico di una quantità dosata Q di prodotti polverulenti e/o granulari P, preventivamente caricata nella relativa camera di dosaggio 15, all’interno di un corrispondente elemento contenitore C.

Le fasi operative che contraddistinguono il funzionamento dell’unità a pressione 11 comprendono: l’azionamento delle valvole a tre vie 26, 29 per porre in comunicazione, rispettivamente, la seconda sorgente a pressione 27 con la prima camera 25 e lo scarico 30 con la seconda camera 28, con conseguente riempimento della prima camera 25 con gas ad una determinata pressione (la quale è regolabile previa registrazione del dispositivo di regolazione 31), a determinare lo spostamento dello stantuffo 24 a riscontro con la battuta 33 e la contestuale espulsione del fluido contenuto nella seconda camera 28 attraverso lo scarico 30 (figura 1A); l’azionamento delle valvole a tre vie 26, 29 per porre in comunicazione, rispettivamente, la prima camera 25 con la camera di dosaggio 15 di ciascuna unità di dosaggio D e la terza sorgente a pressione con la seconda camera 28, con conseguente convogliamento di fluido ad elevata pressione (il cui valore è regolabile previa registrazione del dispositivo di regolazione 32 della pressione) all’interno della seconda camera 28 e generazione di una corrispondente forza sullo stantuffo 24 che provoca la proiezione del gas contenuto all’interno della prima camera 25 attraverso i passaggi 4 delle rispettive unità di dosaggio D, nelle previste configurazioni operative dell’apparato 1 già discusse sopra (figure 1 B, 1C).

E’ possibile pertanto riempire la prima camera 25 con una quantità di gas alla pressione desiderata (grazie alla presenza del dispositivo di regolazione 31), definire il volume di massima espansione della prima camera 25 (registrando la posizione della battuta 33), e quindi il volume di gas destinato ad essere convogliato ripartendosi attraverso i passaggi 4 delle unità di dosaggio D, ed infine stabilire la pressione del fluido che deve essere convogliato nella seconda camera 28 (grazie alla presenza del dispositivo di regolazione 32), ovvero la forza che deve azionare lo stantuffo 24; in questa maniera l’unità a pressione 11 può operare in modo flessibile adattandosi vantaggiosamente alle esigenze produttive dell’apparato 1. Inoltre, ogni ciclo operativo dell’unità 11 si ripete sempre nelle medesime condizioni operative, nel senso che una volta eseguite le regolazioni sopra menzionate viene proiettato sempre un getto di gas compresso di volume prefissato (pari appunto al volume di massima espansione della prima camera 25); nelle soluzioni di tipo noto, invece, la proiezione di un getto di gas compresso era demandata all’azionamento temporizzato di una elettrovalvola funzionalmente connessa alla sorgente a pressione, la quale presenta invece, per proprie caratteristiche intrinseche, tempi di risposta variabili nel tempo.

Va sottolineato, in aggiunta, che la violenta proiezione di un relativo getto di gas compresso lungo il passaggio 4 di ciascuna unità di dosaggio D, nelle modalità descritte sopra, libera e pulisce completamente la superficie del setto 7 che di volta in volta si trova a contatto dei prodotti polverulenti e/o granulari P durante la loro fase di caricamento nella camera di dosaggio 15; la fase di aspirazione dei prodotti polverulenti e/o granulari P all’interno della camera di dosaggio 15, pertanto, avviene sempre in maniera ottimale.

Da quanto sopra resta individuato il metodo per il dosaggio dei prodotti polverulenti e/o granulari P all’interno degli elementi contenitori C, anch’esso oggetto della presente invenzione, il quale comprende sostanzialmente:

- il caricamento, mediante aspirazione, di una quantità dosata Q di prodotti polverulenti e/o granulari P all’interno della camera di dosaggio 15, attraverso lo scasso 16 allorché l’elemento otturatore 12 si trova nella posizione di occlusione O;

- la proiezione della quantità dosata Q attraverso il condotto di scarico 5 e verso l’interno di un corrispondente elemento contenitore C, in relazione di fase con la movimentazione dell’elemento otturatore 12 nella posizione di consenso C del transito dei prodotti polverulenti e/o granulari P mediante applicazione di un primo getto di gas compresso;

- l’applicazione, in relazione di fase con la suddetta proiezione, di una depressione in corrispondenza dell’imboccatura dell’elemento contenitore C, tale da accelerare il moto della quantità dosata Q in transito verso l’interno dello stesso elemento contenitore C.

L’aspirazione delle polveri sospese contestualmente al riempimento dell’elemento contenitore C evita la fuoriuscita di prodotto all’esterno; questo accorgimento risulta oltremodo vantaggioso in caso di attuazione del metodo in oggetto in ambienti ad atmosfera controllata, nei quali è fondamentale mantenere un elevato grado di asetticità e pulizia.

Alla luce di quanto sopra appare evidente come l’apparato oggetto dell'invenzione soddisfa pienamente gli scopi prefissati, dato che esso può essere proficuamente utilizzato in ambienti sterili (a tale scopo si usano gas compressi inerti), risulta affidabile, compatto e garantisce elevati standard di produttività rispetto alle soluzioni di tipo noto, grazie alla sua realizzazione modulare secondo una pluralità di unità di dosaggio D; inoltre, detto apparato 1 risulta intrinsecamente versatile, funzionale ed adattabile alle più svariate esigenze di produzione: esso, infatti, può essere agevolmente integrato o privato di una o più unità di dosaggio D in ragione delle necessità, e permette di definire rapidamente la quantità dosata Q in ragione di un ampio intervallo di valori, registrando la posizione del corsoio 6 e prevedendo anche più operazioni di caricamento all’interno di un medesimo elemento contenitore C. Inoltre l’apparato in oggetto alimenta corrispondenti elementi contenitori C con quantità dosate Q di prodotti prestabilite, contraddistinte da tolleranze minime, consentendo così l’utilizzo dell’apparato anche nell’industria cosmetica e farmaceutica.

Un altro vantaggio dell’invenzione consiste nell’aver definito un apparato i cui costi sono relativamente contenuti rispetto ai vantaggi conseguiti.

Ancora un vantaggio della presente invenzione consiste nell’aver definito un metodo per il dosaggio di prodotti polverulenti e/o granulari proficuamente attuabile in ambienti ad atmosfera controllata, di semplice attuazione, che garantisce elevati standard di produttività ed i cui costi risultano relativamente contenuti rispetto ai vantaggi conseguiti.

Una variante dell’apparato 1 è stata illustrata nelle figure 2A, 2B, le quali mostrano un’unità di dosaggio D dell’apparato 1 in due fasi operative significative; le figure 3A, 3B, invece, riportano in scala ingrandita un medesimo particolare rispettivamente delle stesse figure 2A, 2B. Tale variante consente di perseguire, rispetto alla forma realizzativa poc’anzi descritta: una diminuzione del tempo di ciclo e quindi un conseguente incremento della produttività; ovvero un sensibile aumento del tempo a disposizione per il riempimento della camera di dosaggio 15, qualora ciò si rendesse necessario dalle caratteristiche dei prodotti polverulenti e/o granulari P impiegati. Ciò viene ottenuto prevedendo, ad esempio, la seconda sorgente a pressione 27 comunicante funzionalmente anche con il condotto di scarico 5, allorché l’elemento otturatore 12 si trova nella posizione di occlusione O e con il consenso di una valvola 50, mediante un condotto 37 collegato ad un canale ausiliario 36 praticato all’interno dello stesso elemento otturatore 12; il canale ausiliario 36 ha uno sviluppo tale da consentire la comunicazione della seconda sorgente a pressione 27 con il condotto di scarico 5 soltanto quando l’elemento otturatore 12 si trova nella posizione di occlusione O illustrata nelle figure 2A, 3A.

Il ciclo di funzionamento dell’apparato 1 secondo la variante realizzativa può essere descritto a partire dalla configurazione operativa schematizzata in figura 2A, nella quale è mostrato il transito di una quantità dosata Q di prodotti polverulenti e/o granulari P lungo il passaggio 4, quando l’otturatore 12 si trova nella posizione di consenso C; come nella forma realizzativa descritta sopra, durante questa fase la quantità dosata Q è assoggettata ad un getto di gas compresso generato dalla prima sorgente a pressione 11 . Una volta che la quantità dosata Q ha attraversato la porzione di passaggio 4 in cui agisce l’elemento otturatore 12, segue immediatamente la movimentazione di quest’ultimo nella posizione di occlusione O, che come si è detto pone in comunicazione la seconda sorgente a pressione 27 con il condotto di scarico 5 attraverso il canale ausiliario 36 ed il condotto 37; in relazione di fase con la movimentazione dell’otturatore 12 nella posizione di occlusione O, la quantità dosata Q in transito viene sottoposta ad un secondo getto di gas compresso, ad opera della seconda sorgente a pressione 27, ed avviene l’azionamento della valvola stellare 3 e la commutazione della valvola a tre vie, non indicata, a determinare il caricamento di una nuova quantità dosata Q all’interno della camera di dosaggio 15, vedasi figura 2B. La quantità dosata in transito lungo il condotto di scarico 5 viene così introdotta all’interno del sottostante elemento contenitore C, contestualmente all’applicazione di un’azione aspirante in corrispondenza dell’imboccatura di quest’ultimo, similmente a quanto descritto per la prima forma di realizzazione dell’apparato 1 . Il secondo getto di gas compresso, quindi, accelera il moto della quantità dosata Q in transito lungo il condotto di scarico 5 fino al suo ingresso all’interno del corrispondente elemento contenitore C, anche a seguito del raggiungimento dell’elemento otturatore 12 nella relativa posizione di occlusione O.

La fase di scarico della quantità Q di prodotti polverulenti e/o granulari P si esplica pertanto in maniera contemporanea a quella di carico all’interno della camera di dosaggio 15, figura 2B, determinando vantaggiosamente una diminuzione del tempo di ciclo dell’apparato 1 rispetto alla prima forma di realizzazione descritta; la quantità dosata Q in transito a valle dell’elemento otturatore 12 lungo il passaggio 4 ed il condotto di scarico 5 risulta così sospinta ad elevata velocità all’interno del corrispondente elemento contenitore C grazie all’azione combinata del primo getto di gas compresso generato dalla prima sorgente a pressione 11 , del secondo getto di gas compresso generato dalla seconda sorgente a pressione 27 nonché dall’azione aspirante esercitata in corrispondenza dell’imboccatura dell’elemento contenitore C dalla prima sorgente a depressione 10.

Si precisa che per la variante dell’apparato 1 , appena descritta, permangono tutti i vantaggiosi aspetti tecnico funzionali propri della prima soluzione descritta; in aggiunta, si riscontra invece: un aumento significativo della produttività, dovuto appunto alla diminuzione del tempo di ciclo; ovvero un sensibile aumento del tempo a disposizione per il riempimento della camera di dosaggio 15, qualora ciò si rendesse necessario dalle caratteristiche dei prodotti polverulenti e/o granulari P impiegati.

Il funzionamento dell’apparato 1 secondo la citata variante realizzativa resta individuato dall’attuazione del metodo per il dosaggio di prodotti polverulenti e/o granulari, sopra descritto, con l'aggiunta sostanzialmente di una ulteriore fase operativa; per chiarezza, si riportano tutte le fasi del metodo in oggetto secondo tale variante, che sono:

- l’applicazione di un secondo getto di gas compresso sulla quantità dosata Q in transito lungo il condotto di scarico 5 in relazione di fase con l’azionamento dell’elemento otturatore 12 nella posizione di occlusione O;

Il metodo di cui sopra descrive le fasi operative essenziali della variante dell’apparato 1 , conservando rispetto a quello relativo alla prima forma di realizzazione dell’apparato 1 medesimo tutti i vantaggiosi aspetti tecnico funzionali; in aggiunta, l’attuazione di detto metodo permette di conseguire un ulteriore incremento della produttività, ovvero un sensibile aumento del tempo a disposizione per il riempimento della camera di dosaggio 15, qualora ciò si rendesse necessario dalle caratteristiche dei prodotti polverulenti e/o granulari P impiegati, come già precisato.

Si precisa che in luogo dello scasso 16 praticato nell’elemento otturatore 12 per porre in comunicazione funzionale la tramoggia 2 con la camera di dosaggio 15 allorché lo stesso elemento otturatore 12 si trova nella posizione di occlusione O, è possibile prevedere un relativo canale interno realizzato nel citato elemento otturatore 12.

Si intende che quanto sopra è stato descritto a titolo esemplificativo e non limitativo, per cui eventuali varianti di natura pratico-applicativa si intendono rientranti nell’ambito protettivo dell’invenzione come sopra descritto e nel seguito rivendicato.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparato per il dosaggio di prodotti polverulenti e/o granulari, del tipo comprendente: una tramoggia 2 di contenimento dei citati prodotti polverulenti e/o granulari P; almeno un passaggio 4, da una parte delimitato da un elemento 7 permeabile ai gas il quale a sua volta comunica, con il consenso di organi di comando, alternativamente con una prima sorgente a depressione 10 e con una prima sorgente a pressione 11 , e da parte opposta comunicante con una regione di scarico 5, 18 dei citati prodotti polverulenti e/o granulari P entro un corrispondente elemento contenitore C, caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento otturatore 12 agente nel citato passaggio 4, in senso sostanzialmente trasversale allo sviluppo di quest’ultimo, fra una posizione di occlusione O del citato passaggio 4, in cui resta definita una camera di dosaggio 15 fra lo stesso elemento otturatore 12 ed il citato elemento permeabile 7, ed una posizione di consenso C del transito dei citati prodotti polverulenti e/o granulari P verso la citata regione di scarico 5, 18, detto elemento otturatore 12 essendo conformato per porre in comunicazione funzionale la citata tramoggia 2 con la suddetta camera di dosaggio 15 allorché si trova nella citata posizione di occlusione O, detti prima sorgente a depressione 10, prima sorgente a pressione 11 ed elemento otturatore 12 essendo attivati in idonea relazione di fase fra loro onde realizzare il caricamento di una quantità dosata Q di detti prodotti polverulenti e/o granulari P all’interno della relativa citata camera di dosaggio 15 e la successiva proiezione della medesima quantità dosata Q lungo detto passaggio 4 e verso la citata regione di scarico 5, 18.
2. Apparato secondo la riv.1 , caratterizzato dal fatto che il citato elemento otturatore 12 è azionato da organi attuatori 14 di moto alternato parallelamente al proprio asse di sviluppo longitudinale e conforma uno scasso 16 in corrispondenza della propria superficie laterale superiore, in prossimità della relativa testata 17, atto a porre in comunicazione la citata tramoggia 2 con la suddetta camera di dosaggio 15 allorché lo stesso elemento otturatore 12 si trova nella citata posizione di occlusione O.
3. Apparato secondo la riv.1 , caratterizzato dal fatto che detta regione di scarico 5, 18 comprende un condotto di scarico 5 terminante con un relativo ugello 18 per lo scarico dei prodotti polverulenti e/o granulari P all’interno di un succitato elemento contenitore C e dal fatto di comprendere, ulteriormente, una seconda sorgente a pressione 27 comunicante con detto condotto di scarico 5, destinata ad essere attivata in idonea relazione di fase con la movimentazione del citato elemento otturatore 12 nella suddetta posizione di occlusione O, per erogare un getto di gas compresso lungo detto condotto di scarico 5 atto ad accelerare il moto di una corrispondente citata quantità dosata Q in transito verso l’interno del corrispondente citato elemento contenitore C.
4. Apparato secondo la riv.1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta regione di scarico 5, 18 comprende un condotto di scarico 5 terminante con un relativo ugello 18 per lo scarico dei prodotti polverulenti e/o granulari P all’interno di un succitato elemento contenitore C e dal fatto che il citato elemento otturatore 12, ulteriormente, reca praticato al proprio interno un condotto ausiliario 36 comunicante, da un lato, con una seconda sorgente a pressione 27 e, dall’altro, con il citato condotto di scarico 5 quando lo stesso elemento otturatore 12 è almeno prossimo alla citata posizione di occlusione O, detta seconda sorgente a pressione 27 essendo destinata ad essere attivata in idonea relazione di fase con la movimentazione del citato elemento otturatore 12 nella suddetta posizione di occlusione O per erogare un getto di gas compresso lungo detto condotto di scarico 5 atto ad accelerare il moto di una corrispondente citata quantità dosata Q in transito verso l’interno del corrispondente citato elemento contenitore C.
5. Apparato secondo la riv.1 , caratterizzato dal fatto che detta regione di scarico 5, 18 comprende un condotto di scarico 5 terminante con un relativo ugello 18 per lo scarico dei prodotti polverulenti e/o granulari P all’interno di un succitato elemento contenitore C e dal fatto di comprendere, inoltre, una seconda sorgente a depressione funzionalmente associata, tramite un relativo condotto di aspirazione 21 , al citato condotto di scarico 5 ed atta ad essere attivata in relazione di fase con la proiezione dei citati prodotti polverulenti e/o granulari P all’interno del succitato corrispondente elemento contenitore C per realizzare una depressione locale in corrispondenza almeno dell’apertura dello stesso elemento contenitore C la quale concorra ad accelerare il moto di una corrispondente citata quantità dosata Q in transito verso l’interno del corrispondente citato elemento contenitore C.
6. Apparato secondo la riv.5, caratterizzato dal fatto di comprendere, ulteriormente, un elemento tubolare 19, il quale: contiene almeno la porzione inferiore terminale del citato condotto di scarico 5 e risulta sostanzialmente concentrico a quest’ultimo, ad individuare con questo un’intercapedine anulare; e risulta comunicante con il citato condotto di aspirazione 21 attraverso un foro passante 20 praticato nella relativa superficie laterale, con conseguente definizione del collegamento funzionale di detta seconda sorgente a depressione, per tramite di detti condotto di aspirazione 21 ed intercapedine anulare, col citato corrispondente elemento contenitore C.
7. Apparato secondo la riv.1 , caratterizzato dal fatto che detta prima sorgente a pressione 11 si identifica in un’unità comprendente un cilindro 23 contenente uno stantuffo 24, a definire: una prima camera 25 comunicante, mediante interposizione funzionale di primi organi valvolari 26, con il citato elemento permeabile ai gas 7 e con una seconda sorgente a pressione 27; ed una seconda camera 28 comunicante, mediante interposizione funzionale di secondi organi valvolari 29, con una terza sorgente a pressione e con uno scarico 30, detta seconda sorgente a pressione 27 essendo destinata a riempire la citata prima camera 25 con un gas ad una prestabilita pressione e detta terza sorgente a pressione essendo destinata a convogliare un fluido in pressione all’interno della citata seconda camera 28, nelle previste fasi operative, per convogliare il citato gas contenuto all’interno della citata prima camera 25, per mezzo della movimentazione del citato stantuffo 24, attraverso il sopraddetto elemento permeabile 7 determinando così la proiezione della citata quantità dosata Q caricata nella suddetta camera di dosaggio 15 lungo detto passaggio 4 e verso la citata regione di scarico 5, 18.
8. Apparato secondo la riv.7, caratterizzato dal fatto di prevedere una battuta 32 per il citato stantuffo 24 definente il volume di massima espansione della suddetta prima camera 25.
9. Apparato secondo la riv.8, caratterizzato dal fatto che detta battuta 32 è registrabile su posizioni distinte per variare il citato volume di massima espansione della suddetta prima camera 25.
10. Apparato secondo la riv.1 , caratterizzato dal fatto che detta tramoggia 2 comprende al suo interno una valvola stellare 3 azionata in maniera intermittente in relazione di fase con l’attivazione di detti prima sorgente a depressione 10, prima sorgente a pressione 11 e con l’azionamento del suddetto elemento otturatore 12, atta a convogliare i citati prodotti polverulenti e/o granulari P contenuti al proprio interno verso la citata camera di dosaggio 15 nelle previste fasi operative.
11. Metodo per il dosaggio di prodotti polverulenti e/o granulari, attuato da un apparato 1 che comprende: almeno un passaggio 4 comunicante con una regione di scarico 5, 18 dei citati prodotti polverulenti e/o granulari P all’interno di un corrispondente elemento contenitore C; ed un elemento otturatore 12 che agisce trasversalmente a tale passaggio 4 fra una posizione di occlusione O di quest’ultimo, in cui resta definita una camera di dosaggio 15, ed una posizione di consenso C del transito dei citati prodotti polverulenti e/o granulari P verso la citata regione di scarico 5, 18, in corrispondenza della quale detta camera di dosaggio 15 risulta comunicante con la citata regione di scarico 5, 18, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: - il caricamento, mediante aspirazione, di una quantità dosata Q dei citati prodotti polverulenti e/o granulari P all’interno della citata camera di dosaggio 15, attraverso un canale 16 ricavato nel citato elemento otturatore 12 che pone in comunicazione la stessa camera di dosaggio 15 con una tramoggia 2 di contenimento dei citati prodotti polverulenti e/o granulari P, detto elemento otturatore 12 risultando nella citata posizione di occlusione O; - la proiezione, mediante applicazione di un primo getto di gas compresso, di detta quantità dosata Q verso detta regione di scarico 5, 18 in relazione di fase con la movimentazione del citato elemento otturatore 12 nella suddetta posizione di consenso C del transito dei citati prodotti polverulenti e/o granulari P.
12. Metodo secondo la riv.11 , caratterizzato dal fatto di prevedere l'applicazione di un’azione aspirante, in relazione di fase con la proiezione di detta quantità dosata Q dei citati prodotti polverulenti e/o granulari P verso detta regione di scarico 5, 18, almeno in corrispondenza dell’imboccatura del citato elemento contenitore C la quale accelera il moto della citata quantità dosata Q in transito verso l’interno del corrispondente citato elemento contenitore C.
13. Metodo secondo la riv.11 o 12, caratterizzato dal fatto di prevedere l’applicazione di un secondo getto di gas compresso su detta quantità dosata Q in transito verso l’interno del citato corrispondente elemento contenitore C in relazione di fase con la movimentazione di detto elemento otturatore 12 nella suddetta posizione di occlusione O
14. Metodo secondo la riv.11 , caratterizzato dal fatto che detta camera di dosaggio 15 è fissa, e dal fatto che detti aspirazione e proiezione della succitata quantità dosata Q di prodotti polverulenti e/o granulari P avvengono in direzione parallela all’asse della stessa camera di dosaggio 15.