ITBO20090283A1 - Apparato di dosaggio con mezzi di supporto - Google Patents

Description

Apparato di dosaggio con mezzi di supporto

La presente invenzione concerne un apparato di dosaggio, in particolare un apparato di dosaggio volumetrico del tipo cilindro-pistone, associabile a macchine automatiche riempitrici per dosare quantità determinate e precise di liquido.

In campo farmaceutico, cosmetico ed alimentare à ̈ noto l’impiego di pompe volumetriche a pistone, installate su macchine riempitrici per dosare prodotti fluidi con viscosità variabile in contenitori, quali flaconi, fiale, boccette e simili.

In tali dispositivi, chiamati anche pompe o siringhe di dosaggio, un pistone si muove linearmente con moto alternato all’interno di una camera di dosaggio realizzata in un corpo tubolare cavo, cosiddetto cilindro. Nella sua corsa il pistone consente di aspirare e successivamente erogare un volume definito di prodotto liquido, detto volume essendo funzione della corsa stessa e del diametro della camera di dosaggio. Il prodotto da dosare entra nella, ed esce dalla, camera di dosaggio rispettivamente attraverso un’apertura di ingresso ed un’apertura d’uscita. L’apertura di ingresso à ̈ connessa ad un condotto d’alimentazione collegato ad un serbatoio del prodotto, mentre l’apertura d’uscita à ̈ connessa ad un condotto di mandata collegato, ad esempio, ad ugelli o cannule di dosaggio del prodotto nei contenitori.

Valvole d’intercettazione esterne sono previste sui condotti di alimentazione e di mandata per chiudere e/o aprire alternativamente questi ultimi durante il funzionamento della siringa.

Alcune siringhe di dosaggio in sostituzione delle valvole esterne comprendono mezzi di commutazione, posti all’interno della camera di dosaggio e comandati in modo da collegare quest’ultima alternativamente con i condotti d’alimentazione e di mandata, in fase con il movimento rettilineo del pistone. Tali mezzi di commutazione posso consistere in una valvola rotante inserita nella camera di dosaggio, in grado di aprire e chiudere le aperture d’ingresso e d’uscita.

In alternativa, sono note siringhe di dosaggio in cui i mezzi di commutazione sono realizzati sul pistone stesso, denominato per tale motivo pistone-valvola. In questo caso, il pistone, oltre a scorrere assialmente, può ruotare attorno al proprio asse longitudinale di un angolo prefissato, in modo tale da porre in comunicazione la camera di dosaggio alternativamente con il condotto d’alimentazione e con quello di mandata.

Nelle siringhe di dosaggio, soprattutto in campo farmaceutico, la precisione della corsa del pistone à ̈ essenziale per la precisione e l’accuratezza del dosaggio. Parimenti, la precisione nella rotazione del pistone-valvola à ̈ necessaria per garantire una corretta aspirazione e mandata del prodotto da dosare.

Nelle siringhe di dosaggio provviste di pistone e valvola rotante separate, il cilindro à ̈ aperto ad entrambe l’estremità per consentire di collegare il pistone e la valvola a distinti organi di azionamento, che provvedono rispettivamente alla movimentazione lineare alternata ed alla rotazione.

Nelle siringhe di dosaggio provviste di pistone-valvola una porzione d’estremità, superiore od inferiore, di quest’ultimo à ̈ collegata ad organi di azionamento che provvedono sia a ruotare sia a muovere linearmente il pistone.

Le macchine riempitrici note comprendono telai di supporto che provvedono a sostenere una pluralità di siringhe di dosaggio e, se previsti al di sopra di essi, i rispettivi organi di azionamento dei pistoni e/o valvole.

I telai di supporto comprendono sedi sagomate all’interno delle quali sono inseribili, e ivi amovibilmente bloccabili, le siringhe di dosaggio, tipicamente tramite staffe di fissaggio avvitabili al telaio tramite viti oppure tramite connessioni rapide del tipo Tri-clamp.

I telai di supporto noti assicurano un supporto preciso e saldo dei dispositivi di dosaggio, ma impongono procedure di montaggio e smontaggio laboriose e complesse che possono richiedere anche l’impiego di due operatori. Tali procedure risultano ancora più complesse e scomode nel caso in cui le siringhe di dosaggio siano associate a macchine riempitrici operanti in ambiente asettico o sterile e dunque provviste di cabine di contenimento, che consentono l’accesso alla zona di processo in cui avviene il confezionamento del prodotto, solo attraverso aperture provviste di guanti (“gloveport†). Gli organi di azionamento, quando disposti sopra alle siringhe, sono alloggiati all’interno di opportuni involucri di contenimento dal momento che essi comprendono motori, meccanismi e cinematismi di trasmissione, sensori, ecc. che per ragioni di pulizia ed igiene devono essere separati dalla zona di processo.

Le dimensioni e la posizione dei suddetti involucri di contenimento comportano tuttavia alcuni svantaggi, tra i quali una riduzione dell’accessibilità alla zona di processo ed ai mezzi operativi ivi presenti, la necessità di accedere all’interno della zona di processo (compromettendone la sterilità se prevista), nel caso in cui si verifichino guasti o rotture dei suddetti organi e componenti meccanici per consentire interventi di manutenzione. Oltre a ciò, nel caso in cui la zona di processo sterile e/o asettica sia soggetta ad un flusso di aria sterile, dimensioni e posizione dei suddetti involucri di contenimento causano una deviazione ed alterazione del flusso d’aria in corrispondenza della zona di dosaggio ed il rischio che, a causa dei movimenti dei pistoni delle siringhe di dosaggio si possono generare particelle che possono essere trascinate dal flusso d’aria all’interno dei sottostanti contenitori, contaminandoli.

Per ovviare a tali inconvenienti, particolarmente nel confezionamento di prodotti farmaceutici, la tendenza attuale à ̈ quella di avere siringhe di dosaggio azionate in rotazione ed in traslazione dal basso, in modo avere i corrispondenti organi di movimentazione collocati all’interno di un basamento della macchina riempitrice.

A tal scopo, un albero di azionamento fuoriesce dal basamento della macchina riempitrice ed à ̈ amovibilmente collegato ad un’estremità inferiore del pistone della siringa tramite un giunto di tipo prismatico, che assicura la necessaria precisione nella trasmissione del moto lineare e di rotazione e nel contempo consente di montare e smontare la siringa. In particolare, il suddetto giunto comprende tipicamente un elemento sagomato a “T†, fissato all’estremità del pistone ed alloggiato in una sede di forma complementare ricavata su un’estremità superiore dell’albero di azionamento. L’elemento a “T†può scorrere all’interno della sede trasversalmente, tipicamente perpendicolarmente, alla direzione di movimentazione del pistone. In questo modo, l’elemento a “T†può essere inserito e disinserito dalla sede, rispettivamente per collegare o scollegare la siringa agli organi di movimentazione. Tuttavia per consentire di sfilare l’elemento a “T†dalla sede in qualsiasi posizione operativa del pistone, lo stelo di quest’ultimo deve essere di lunghezza tale da permettere alla sua estremità inferiore di rimanere sempre all’esterno del cilindro.

Tali siringhe di dosaggio a causa della cospicua lunghezza dei pistoni risultano ingombranti e scomodi da maneggiare e, soprattutto, da montare e smontare. Anche le dimensioni e gli ingombri dei telai di supporto necessari per sostenere i suddetti dispositivi di dosaggio risultano rilevanti e tali da limitare considerevolmente l’accessibilità alla zona di processo della macchina riempitrice.

Le siringhe di dosaggio note sono realizzate generalmente in acciaio inossidabile, materiale che à ̈ idoneo al contatto con prodotti farmaceutici e/o alimentari e che può subire procedure di lavaggio e sterilizzazione.

È noto inoltre l’impiego di materiali ceramici grazie ai quali à ̈ possibile realizzare componenti che presentano strette tolleranze dimensionali e ridotti valori di rugosità superficiale.

I materiali ceramici presentano coefficienti di resistenza all’usura ed alle alte temperature molto elevati e coefficienti di dilatazione termica assai contenuti. Le suddette caratteristiche rendono i materiali ceramici particolarmente indicati per la realizzazione di pompe a pistone di elevata precisione e predisposte per operazioni di lavaggio e sterilizzazione sul posto.

I materiali ceramici presentano tuttavia limiti in campo meccanico, in quanto sono relativamente fragili, facilmente soggetti a rotture, fratture, scheggiature.

Per tale motivo i cilindri delle pompe realizzate in materiale ceramico sono rivestiti da una camicia metallica, tipicamente di acciaio inossidabile. Quest’ultima à ̈ montata a caldo per interferenza, in modo da formare con il cilindro ceramico un corpo unico monolitico. L’involucro metallico esterno, oltre a proteggere il cilindro interno ceramico, permette di fissare la siringa al telaio di supporto e di collegare ad essa gli attacchi dei condotti di alimentazione e di mandata.

In molte applicazioni, soprattutto in campo farmaceutico ed alimentare, à ̈ richiesto che le siringhe di dosaggio possano essere sottoposte ad operazioni di lavaggio e sterilizzazione sul posto, senza la necessità di smontare alcun loro componente. Tali operazioni, note con il termine di CIP/SIP (Cleaning In Place/Sterilising In Place), consistono sostanzialmente in una sequenza di fasi, eseguibili in modo automatico o semi-automatico, nel corso delle quali l’interno delle siringhe di dosaggio viene attraversato da liquidi di lavaggio a differenti temperature e da vapore in pressione. In questo modo, in tempi relativamente brevi à ̈ possibile lavare e sterilizzare tutte le parti della siringa venute a contatto con il prodotto.

Condizione essenziale per la corretta e valida esecuzione di un’operazione di lavaggio e sterilizzazione à ̈ che ogni superficie interna della siringa che sia stata a contatto con il prodotto venga convenientemente raggiunta e lambita con la necessaria velocità di flusso dai fluidi di lavaggio e di sterilizzazione.

Oltre a ciò, la struttura e la conformazione della siringa devono garantire il corretto drenaggio e svuotamento di tali fluidi al termine dei cicli di lavaggio e sterilizzazione, ossia l’assenza di zone in cui detti fluidi possano accumularsi e ristagnare. In particolare, le siringhe di dosaggio predisposte per operazioni CIP/SIP comprendono una camera di lavaggio e sterilizzazione collegata e coassiale alla camera di dosaggio, e provvista di un’apertura per l’uscita dei fluidi di lavaggio e di sterilizzazione. In una configurazione di lavaggio e sterilizzazione della siringa, il pistone à ̈ posizionato all’interno del cilindro, in modo tale che le porzioni di esso venute a contatto con il prodotto siano distanziate dalle pareti interne della camera di dosaggio e della camera di lavaggio e sterilizzazione. In questo modo, le suddette porzioni della siringa e le pareti interne dell’intera camera di dosaggio possono essere raggiunte dai fluidi di lavaggio e di sterilizzazione

FR 2797046 illustra un dispositivo di dosaggio volumetrico comprendente un corpo cavo definente una camera di dosaggio, provvista di un condotto di alimentazione e di un condotto di mandata del prodotto da dosare, ed un pistone mobile linearmente ed in rotazione all’interno di detta camera di dosaggio. Quest’ultima si prolunga inferiormente in una camera secondaria, disposta per alloggiare un prolungamento del pistone e chiusa sul fondo da un elemento di chiusura, amovibilmente connesso al corpo cavo e provvisto di un condotto di scarico dei fluidi di lavaggio e sterilizzazione. Il dispositivo comprende, inoltre, una camera di lavaggio e sterilizzazione posta superiormente alla camera di dosaggio e provvista di condotto di ingresso dei fluidi di lavaggio e sterilizzazione. La camera di lavaggio à ̈ formata da un elemento tubolare cilindrico, amovibilmente connesso al corpo cavo e provvisto di un’intercapedine collegata al condotto di ingresso e separata dalla camera di lavaggio e sterilizzazione da un setto cilindrico provvisto di fori trasversali.

Uno svantaggio del suddetto dispositivo di dosaggio risiede nella sua struttura complessa, ingombrante e costosa, tale struttura comprendendo, tra le altre cose, quattro distinti condotti per l’ingresso e l’uscita rispettivamente del prodotto da dosare e dei fluidi di lavaggio e sterilizzazione.

WO 2004027352 descrive un dispositivo di dosaggio volumetrico comprendente un corpo cavo definente una camera di dosaggio, provvista lateralmente di un condotto di alimentazione del prodotto da dosare, ed un pistone mobile linearmente ed in rotazione all’interno di detta camera di dosaggio. Quest’ultima à ̈ chiusa superiormente da un elemento di chiusura, amovibilmente connesso al primo corpo cavo e provvisto di un condotto di mandata del prodotto da dosare. Un ulteriore corpo cavo, connesso ad un’estremità inferiore del corpo cavo, forma un camera di lavaggio e sterilizzazione provvista in corrispondenza del fondo di un condotto di scarico dei fluidi di lavaggio e sterilizzazione.

La suddetta siringa di dosaggio presenta una struttura più compatta e semplice rispetto alla siringa illustrata in FR 2797046, ma risulta più impegnativa e laboriosa da manipolare giacché il pistone può accidentalmente fuoriuscire dai corpi cavi, durante il trasporto, così danneggiandosi e/o sporcandosi.

Entrambi i dispositivi di dosaggio sopradescritti, costituiti da una pluralità di componenti (corpi cavi, elementi di chiusura) tra loro amovibilmente connessi, possono tuttavia presentare problemi di lavaggio e sterilizzazione. Infatti, à ̈ possibile che, a causa di imprecisioni di lavorazione dei componenti e/o di un accoppiamento non ottimale tra i componenti, siano presenti nelle zone di interfaccia, o connessione, di questi ultimi, fessure, interstizi di dimensioni tali da consentire infiltrazioni e diffusioni del prodotto da dosare e/o dei fluidi di lavaggio e sterilizzazione. In tal caso, per eseguire una corretta e completa pulizia della siringa à ̈ necessario smontare completamente quest’ultima, ciò determinando un aumento dei tempi operativi ed un conseguente aggravio dei costi di gestione.

Altro svantaggio dei dispositivi di dosaggio sopra descritti risiede nelle complesse e delicate procedure manuali necessarie per assemblare in modo corretto le siringhe e successivamente per montarle sulla macchina riempitrice. Tali procedure richiedono personale specializzato e dunque costoso.

Uno scopo della presente invenzione à ̈ migliorare gli apparati di dosaggio volumetrici noti, i particolare gli apparati di dosaggio del tipo pistone-valvola associabili a macchine riempitrici

Un altro scopo à ̈ realizzare un apparato di dosaggio comprendente un’unità di dosaggio disposta per essere collegata o scollegata a mezzi di azionamento del pistone previsti nella macchine riempitrice, in modo automatico, senza richiedere l’intervento manuale di un operatore ed indipendentemente dalla posizione operativa del suddetto pistone.

Un ulteriore scopo à ̈ realizzare un apparato di dosaggio comprendente mezzi a giunto in grado di collegare o scollegare in modo rapido ed automatico il pistone a relativi mezzi di movimentazione, detti mezzi a giunto garantendo nel contempo una trasmissione precisa ed accurata del moto lineare e di rotazione al suddetto pistone.

Un altro scopo ancora à ̈ realizzare un apparato di dosaggio comprendente mezzi di supporto e bloccaggio, associabili alla macchina riempitrice per consentire di montare e smontare in modo agevole e veloce l’unità di dosaggio, detti mezzi di supporto e bloccaggio assicurando un posizionamento preciso e saldo dell’unità di dosaggio in una configurazione operativa di montaggio.

Un ulteriore scopo ancora à ̈ ottenere un’unità di dosaggio in grado di dosare con elevata precisione ed accuratezza quantità di liquido in volumi desiderati e predisposta, inoltre, per operazioni di lavaggio e sterilizzazione sul posto (CIP/SIP).

Altro ulteriore scopo à ̈ realizzare un’unità di dosaggio avente struttura particolarmente semplice e compatta, e nel contempo robusta e resistente ad urti.

Altro scopo ancora à ̈ realizzare un’unità di dosaggio che richieda minime e semplici procedure manuali per il suo assemblaggio e/o montaggio a mezzi di supporto e bloccaggio.

Secondo l’invenzione à ̈ previsto un apparato di dosaggio secondo la rivendicazione 1. Grazie all’apparato di dosaggio dell’invenzione à ̈ possibile agganciare e bloccare in modo rapido e nel contempo preciso e saldo un’unità di dosaggio a rispettivi mezzi di supporto associabile ad una macchina riempitrice.

La procedura di montaggio può essere eseguita da un solo operatore ed à ̈ resa particolarmente agevole dalla forma e dalle dimensioni di mezzi a guida dei mezzi di supporto e da mezzi di accoppiamento dell’unità di dosaggio. Mezzi di fissaggio azionati da mezzi pressori permettono inoltre di bloccare in modo automatico e senza intervento di operatore l’unità di dosaggio quando questa ha raggiunto la desiderata posizione.

L’intera operazione di montaggio à ̈ resa ulteriormente agevole in virtù di mezzi di arresto dell’unità di dosaggio che, in una condizione assemblata, fissano mezzi a pistone a mezzi ad involucro. In tal modo, l’operatore può sostenere l’unità di dosaggio per mezzo di una sua porzione di presa senza preoccuparsi di sostenere anche i mezzi a pistone, come usualmente avviene nelle siringhe di dosaggio note.

Similmente agevole e rapida à ̈ la procedura di smontaggio dell’unità di dosaggio dai mezzi di supporto che avviene sfilando manualmente lungo una prima direzione i mezzi di accoppiamento dai mezzi di guida.

L’invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni, che ne illustrano una forma esemplificativa e non limitativa, in cui:

Figura 1 à ̈ una vista frontale parzialmente sezionata dell’apparato di dosaggio dell’invenzione in una configurazione di montaggio;

Figura 2 à ̈ un vista laterale parziale di mezzi di supporto dell’apparato di Figura 1;

Figura 3 Ã ̈ una sezione secondo la linea III-III di Figura 1;

Figura 4 Ã ̈ un particolare ingrandito di Figura 1, evidenziante mezzi a giunto in una configurazione operativa allineata;

Figura 5 Ã ̈ una vista laterale parzialmente sezionata ed ingrandita dei mezzi a giunto nella configurazione operativa allineata;

Figura 6 Ã ̈ una vista frontale parzialmente sezionata dei mezzi a giunto in una configurazione operativa disallineata;

Figura 7 Ã ̈ una vista laterale parzialmente sezionata dei mezzi a giunto nella configurazione operativa disallineata;

Figura 8 à ̈ una vista frontale parziale e parzialmente sezionata di una variante dell’apparato di Figura 1;

Figura 9 Ã ̈ un particolare ingrandito di Figura 8, evidenziante mezzi a giunto in una configurazione operativa allineata;

Figura 10 Ã ̈ una vista laterale parzialmente sezionata dei mezzi a giunto di Figura 9, in una configurazione operativa disallineata;

Figura 11 Ã ̈ una vista frontale come quella di Figura 9, evidenziante i mezzi a giunto nella configurazione operativa disallineata;

Figura 12 à ̈ una vista parziale ed ingrandita dell’apparato di Figura 1, evidenziante mezzi di supporto e mezzi di fissaggio in una configurazione di montaggio;

Figura 13 à ̈ una sezione longitudinale di un’unità di dosaggio dell’apparato di Figura 1 in una configurazione di lavaggio e sterilizzazione.

Con riferimento alle Figure da 1 a 7, à ̈ illustrato un apparato di dosaggio 1 associabile ad una macchina riempitrice e comprendente un’unità di dosaggio 2 che include mezzi a pistone 3, comprendenti un pistone mobile lungo un primo asse longitudinale W1 in una cavità 4 di mezzi a involucro 5 per prelevare una desiderata quantità di liquido da un ingresso 82 dei mezzi ad involucro 5 e dirigerla verso un’uscita 83 dei mezzi a involucro 5.

L’apparato 1 comprende mezzi di supporto 40 fissabili, ad esempio, ad una parete esterna 102a di un basamento 102 della macchina riempitrice e disposti per sostenere e bloccare l’unità di dosaggio 2 in una configurazione di montaggio A.

L’apparato 1 comprende altresì mezzi a giunto 10 per connettere amovibilmente, in detta configurazione di montaggio A dell’unità di dosaggio 2, una prima porzione d’estremità 6 dei mezzi a pistone 3 a mezzi di movimentazione 101 disposti per muovere linearmente ed in rotazione detti mezzi a pistone 3.

I mezzi di movimentazione 101, di tipo noto e non illustrato in dettaglio nelle figure, sono contenuti all’interno del basamento 102 della macchina riempitrice.

Con riferimento alla forma di realizzazione illustrata nelle figure, la prima porzione d’estremità 6 dei mezzi a pistone 3 à ̈ la porzione d’estremità inferiore, l’unità di dosaggio 2 essendo azionata dunque dal basso dai mezzi di movimentazione 101.

I mezzi a pistone 3 sono del tipo pistone-valvola e comprendono una seconda porzione d’estremità 7 che à ̈ opposta alla prima porzione d’estremità 6, scorrevole all’interno della cavità 4 e provvista di mezzi di commutazione 9 che pongono in comunicazione la cavità 4 con l’ingresso 82 o con l’uscita 83.

I mezzi a pistone 3 azionati dai mezzi di movimentazione 101 sono mobili con moto lineare alternato lungo il primo asse W1 tra una posizione retratta od interna ed una posizione estesa od esterna, e mobili con moto di rotazione anch’esso alternato attorno al primo asse W1, tra una posizione di aspirazione, in cui i mezzi di commutazione 9 pongono in comunicazione la cavità 4 con l’ingresso 82 ed una posizione di mandata, in cui essi collegano detta cavità 4 con l’uscita 83.

I mezzi ad involucro 5 dell’unità di dosaggio 2 comprendono un elemento tubolare interno 51, di forma sostanzialmente cilindrica, all’interno del quale à ̈ realizzata la cavità 4, ed un elemento di rivestimento 52 esterno che avvolge l’elemento tubolare interno 51 e si estende ad un’estremità, ad esempio inferiore, di quest’ultimo in modo da formare un’ulteriore cavità 53 provvista di una rispettiva apertura 56 per il passaggio dei mezzi a giunto 10.

L’elemento tubolare interno 51 à ̈ realizzato, ad esempio, in materiale ceramico, mentre l’elemento di rivestimento 52 à ̈ realizzato in materia plastica. In particolare, l’elemento di rivestimento 52 à ̈ direttamente stampato, ad esempio tramie stampaggio per iniezione, intorno all’elemento tubolare interno 51 in modo da formare con quest’ultimo un corpo unico.

L’elemento di rivestimento 51 comprende, inoltre, una porzione di presa 52a sagomata a forma di maniglia, per consentire un’agevole presa e manipolazione dell’unità di dosaggio 2 da parte di un operatore, in particolare in fase di montaggio/smontaggio come spiegato in dettaglio nel seguito della descrizione.

La cavità 4, di forma sostanzialmente cilindrica ed estendentesi longitudinalmente per l’intera lunghezza dell’elemento tubolare interno 51, comprende una camera di dosaggio inferiore 4a ed una camera di dosaggio superiore 4b aventi diametro e lunghezza differenti. In particolare, la camera di dosaggio inferiore 4a presenta un diametro maggiore di quello della camera di dosaggio superiore 4b.

La camera di dosaggio superiore 4b à ̈ in collegamento di flusso tramite l’ingresso 82 con un circuito di alimentazione del prodotto da dosare, detto ingresso 82 comprendendo un rispettivo condotto realizzato su pareti laterali dell’elemento tubolare 51 e dell’elemento di rivestimento 52 e trasversale, in particolare pressoché ortogonale a detto primo asse W1. La camera di dosaggio superiore 4b à ̈ inoltre in collegamento di flusso con un circuito di mandata del prodotto tramite l’uscita 83, consistente in un rispettivo condotto ad esempio realizzato su una porzione di sommità 52b dell’elemento di rivestimento 52, che chiude superiormente la cavità 4, detto rispettivo condotto essendo, ad esempio, sostanzialmente coassiale al primo asse longitudinale W1.

L’ingresso 82 e l’uscita 83 sono provvisti esternamente di attacchi 82a, 83a per connessioni rapide ai circuiti di alimentazione e di mandata, ad esempio connessioni rapide del tipo Tri-clamp. Gli attacchi 82a, 83a sono realizzati direttamente sull’elemento di rivestimento 52.

L’unità di dosaggio 2 dell’invenzione à ̈ predisposta per operazioni di lavaggio e sterilizzazione sul posto CIP/SIP (Cleaning In Place/Sterilising In Place). Tali operazioni, che non richiedono di smontare alcun componente dell’unità di dosaggio 2, comprendono una sequenza di fasi, eseguibili in modo automatico o semi-automatico, nel corso delle quali l’interno dell’unità à ̈ attraversato da liquidi di lavaggio a differenti temperature e da vapore in pressione.

A tal scopo, l’elemento di rivestimento 52 si estende inferiormente all’elemento tubolare 51 in modo da formare con una sua porzione cilindrica inferiore 52c l’ulteriore cavità 53 che funge da camera di lavaggio e sterilizzazione in una fase operativa di CIP/SIP dell’unità di dosaggio 2. L’ulteriore cavità 53 ha forma sostanzialmente cilindrica e presenta un diametro maggiore di quello della camera di dosaggio inferiore 4a. L’ulteriore cavità 53 à ̈ in collegamento di flusso con un circuito esterno di drenaggio dei fluidi di lavaggio e sterilizzazione tramite un’ulteriore uscita 54, comprendente un condotto di lavaggio, provvisto di un corrispondente attacco 54a per connessione rapida. I mezzi a pistone 3 comprendono un corpo cilindrico allungato che include tra la prima porzione d’estremità 6 e la seconda porzione d’estremità 7 una porzione intermedia 8, dette porzioni essendo tra loro coassiali al primo asse longitudinale W1 ed aventi differenti diametri e lunghezze.

La porzione intermedia 8 à ̈ disposta per scorrere a tenuta all’interno della camera di dosaggio inferiore 4a, mentre la seconda porzione d’estremità 7 à ̈ disposta per scorrere a tenuta nella camera di dosaggio superiore 4b.

La prima porzione d’estremità 6 scorre con gioco all’interno dell’ulteriore camera 53. In una configurazione di lavaggio e sterilizzazione L, i mezzi a pistone 3 sono disposti in modo tale da porre in collegamento di flusso la cavità 4 con l’ulteriore cavità 53 e con l’ulteriore uscita 54. In particolare, nella configurazione di lavaggio e sterilizzazione L, la seconda porzione d’estremità 7 e la porzione intermedia 8 dei mezzi a pistone 3 sono contenute completamente all’interno rispettivamente della camera di dosaggio inferiore 4a e della ulteriore cavità 53, mentre la prima porzione d’estremità 6 dei mezzi a pistone 3, contenuta parzialmente all’interno dell’ulteriore camera 53, occlude l’apertura 56 dell’ulteriore cavità 53. Più precisamente, una parete laterale esterna 6a della prima porzione d’estremità 6 riscontra a tenuta mezzi a guarnizione 55, comprendenti ad esempio una guarnizione anulare di tipo O-ring e previsti su una rispettiva parete interna dell’ulteriore cavità 53 in modo da impedire un collegamento di flusso tra quest’ultima e l’ambiente esterno (Figura 13). In questo modo un fluido di lavaggio e/o sterilizzazione immesso all’interno della cavità 4 attraverso l’ingresso 82 e/o l’uscita 83 può raggiungere e lambire con la necessaria velocità tutti i punti delle camere di dosaggio 4a, 4b e dei mezzi a pistone 3 venuti a contatto con il prodotto da dosare.

È da notare che grazie alla struttura ed alla modalità di realizzazione dell’unità di dosaggio 2 dell’invenzione, nelle zone di interfaccia, od accoppiamento, tra elemento di rivestimento 52 ed elemento tubolare interno 51 à ̈ esclusa la presenza di fessure, interstizi o simili nei quali il prodotto da dosare, oppure i fluidi di lavaggio e sterilizzazione, si possano depositare, rendendo inefficaci, o comunque, non accettabili le operazioni CIP/SIP .

L’elemento di rivestimento 52 realizzato in materiale plastico oltre a rivestire, e dunque proteggere da urti e colpi l’elemento tubolare interno 51 ceramico, permette inoltre di fissare l’unità di dosaggio 2 ai mezzi di supporto 40 e di collegare ad essa tramite gli attacchi 82a, 83a, 54a i circuiti di alimentazione, di mandata del prodotto da dosare e di drenaggio dei fluidi di lavaggio e/o sterilizzazione.

La prima porzione d’estremità 6 dei mezzi a pistone 3 comprende una sede 16 configurata per ricevere amovibilmente una porzione d’innesto 11 dei mezzi a giunto 10, la porzione d’innesto 11 essendo inseribile in, e disinseribile da, detta sede 16 lungo una direzione di accoppiamento T sostanzialmente parallela a detto primo asse W1.

La porzione d’innesto 11 e la sede 16 hanno forma complementare, ad esempio cilindrica, e dimensioni tali da minimizzare un gioco residuo radiale.

I mezzi a giunto 10 comprendono un elemento di collegamento 25, che include la porzione d’innesto 11, ed un ulteriore elemento di collegamento 26 una cui porzione d’estremità à ̈ connessa ai mezzi di movimentazione 101. L’elemento di collegamento 25 e l’ulteriore elemento di collegamento 26 sono girevolmente connessi da un elemento sferico 27.

L’ulteriore elemento di collegamento 26 à ̈ movimentato dai mezzi di movimentazione 101 lungo ed attorno ad un secondo asse W2. Nell’uso i mezzi a giunto 10 sono normalmente assemblati ai mezzi di movimentazione 101.

Mezzi di bloccaggio 12 sono previsti per fissare reversibilmente la porzione d’innesto 11 del primo elemento di collegamento 25 nella sede 16. I mezzi di bloccaggio 12 comprendono uno o più elementi di arresto 13, ad esempio due, associati alla porzione d’innesto 11 e mobili in modo da impegnare oppure disimpegnare rispettivi alloggiamenti 39 realizzati nella sede 16 rispettivamente per bloccare o rilasciare la prima porzione d’estremità 6 ai/dai mezzi a giunto 10. Mezzi attuatori 14 agiscono sugli elementi di arresto 13 per spingere questi ultimi all’interno degli alloggiamenti 39.

Con riferimento alla forma di realizzazione illustrata nelle figure, gli elementi di arresto 13 hanno forma di sfera e sono inseriti in aperture 18, realizzate contrapposte su una parete laterale 19 della porzione d’innesto 11, dalle quale sono mantenuti sporgenti dai mezzi attuatori 14, alloggiati in un vano 17 realizzato all’interno della suddetta porzione d’innesto 11. I mezzi attuatori 14 comprendono un elemento pressore 15 scorrevole all’interno del vano 17 e provvisto di una parete inclinata 15a agente sugli elementi di arresto 13.

L’elemento pressore 15 definisce con una parete di fondo del vano 17 una camera inferiore 21 a tenuta nella quale à ̈ alimentato un fluido in pressione, tipicamente aria compressa. Da parte opposta alla camera inferiore 21 à ̈ previsto un elemento elastico 22, ad esempio una molla elicoidale, inserito nel suddetto vano 17 e disposto in modo da esercitare una forza elastica che si oppone all’azione esercitata dal fluido in pressione. Gli alloggiamenti 39 sono formati, ad esempio, da una scanalatura anulare realizzata su una parete interna della sede 16 e sagomata in modo da ricevere la porzione sporgente di detti elementi di arresto 13.

In una configurazione di accoppiamento B dei mezzi a giunto 10, gli elementi di arresto 13 spinti dall’elemento pressore 15, a sua volta spinto dalla molla 22, sporgono dalle aperture 18 ed impegnano gli alloggiamenti 39 in modo da bloccare saldamente la porzione d’innesto 11 alla prima porzione d’estremità 6.

In particolare, una faccia d’estremità 6b anulare della prima porzione d’estremità 6 riscontra una faccia superiore 20a di una corona anulare 20 della porzione d’innesto 11. In una configurazione di rilascio, non illustrata, l’elemento pressore 15 à ̈ spostato dal fluido in pressione alimentato nella camera inferiore 21 in una posizione tale da consentire agli elementi di arresto 13 di rientrare all’interno delle aperture 18 così da disimpegnare gli alloggiamenti 39 e consentire di scollegare la porzione d’innesto 11 dalla prima porzione d’estremità 6.

Mezzi di trasmissione sono previsti per collegare la prima porzione d’estremità 6 alla porzione d’innesto 11 così che quest’ultima possa trasmettere una coppia di rotazione. I mezzi di trasmissione comprendono almeno una spina 23 fissata alla porzione d’innesto 11 e disposta per impegnarsi in un’ulteriore sede 24 ricavata sulla prima porzione d’estremità 6.

In particolare, la spina 23 à ̈ fissata alla faccia superiore 20a della corona anulare 20 sostanzialmente parallela al primo asse W1 in modo da inserirsi o disinserirsi dall’ulteriore sede 24 quando la porzione d’innesto 11 à ̈ rispettivamente inserita o disinserita dalla sede 16.

L’elemento di collegamento 25 comprende una porzione a forcella 35 opposta alla porzione d’innesto 11, mentre l’ulteriore elemento di collegamento 26 comprende un’ulteriore porzione a forcella 36 opposta alla porzione d’estremità fissata ai mezzi di movimentazione 101.

La porzione a forcella 35 e l’ulteriore porzione a forcella 36 sono girevolmente vincolati tramite l’elemento sferico 27. Le porzioni a forcella 35, 36 comprendono rispettive coppie di bracci che racchiudono parzialmente l’elemento sferico 27, dette coppie di bracci essendo disposte su rispettivi piani tra loro sostanzialmente ortogonali.

L’elemento sferico 27 consente una rotazione relativa tra i due elementi di collegamento 25, 26, garantendo nel contempo la trasmissione di una forza di trazione/compressione tra i mezzi di movimentazione 101 ed i mezzi a pistone 3, per consentire il moto alternato di questi ultimi lungo il primo asse W1.

I mezzi a giunto 10 includono, inoltre, un manicotto 38 che circonda e contiene le porzioni a forcella 35, 36. Il manicotto 38 Ã ̈ connesso agli elementi di collegamento 25, 26 tramite rispettivi perni 29, 30.

In particolare, un primo perno 29 collega il manicotto 38 all’elemento di collegamento 25, mentre un secondo perno 30 collega il manicotto 38 all’ulteriore elemento di collegamento 26.

Il primo perno 29 ed il secondo perno 30 hanno forma cilindrica e sono disposti tra loro sostanzialmente paralleli e trasversali, in particolare pressoché ortogonali, al primo asse W1.

Il primo perno 29 à ̈ fissato a rispettive opposte estremità al manicotto 38, ad esempio tramite accoppiamento per interferenza, mentre à ̈ girevolmente alloggiato in una prima apertura passante 31 dell’elemento di collegamento 25. La prima apertura passante 31 comprende sostanzialmente un’asola passante, avente sezione trasversale sagomata in modo tale da lasciare al primo perno 29 un gioco radiale di stabilita entità solo in una direzione parallela al primo asse W1.

Similmente, il secondo perno 30 à ̈ fissato a rispettive opposte estremità al manicotto 38, ad esempio tramite accoppiamento per interferenza, mentre à ̈ girevolmente alloggiato in una seconda apertura passante 32 dell’ulteriore elemento di collegamento 26. La seconda apertura passante 32 ha sezione trasversale calibrata e sostanzialmente equivalente a quella del secondo perno 30 per consentire a quest’ultimo la sola rotazione attorno al rispettivo asse longitudinale, con giochi radiali pressoché nulli.

Il manicotto 38 grazie ai perni 29, 30 connette in rotazione i due elementi di collegamento 25, 26 ossia à ̈ in grado trasmettere una coppia di rotazione o momento torcente.

I mezzi a giunto 10 comprendono altresì mezzi a soffietto 33 che collegano la porzione d’innesto 11 dell’elemento di collegamento 25 ad una parete esterna 102a del basamento 102 della macchina riempitrice per racchiudere e separare almeno le porzioni a forcella 35, 36, l’elemento sferico 27, il manicotto 38 ed i perni 29, 30 da un ambiente esterno di processo 80 nel quale avviene il dosaggio del prodotto.

I mezzi a giunto 10 costituiscono dunque un giunto omocinetico in grado di trasmettere con elevata precisione una coppia di movimentazione ed una forza assiale tra i mezzi di movimentazione 101 ed i mezzi a pistone 3 anche nel caso in cui questi ultimi non siano allineati.

Come illustrato nelle figure 6 e 7, gli elementi di collegamento 25, 26 girevolmente connessi dall’elemento sferico 27, ed il primo perno 29 scorrevole nella prima sede passante 31 consentono ai mezzi a giunto 10 di funzionare anche nel caso in cui il primo asse W1 dei mezzi a pistone 3 risulti disallineato e/o inclinato rispetto al secondo asse W2 dell’ulteriore elemento di collegamento 26 a causa, ad esempio, di imprecisioni di montaggio e/o di realizzazione dell’unità di dosaggio 2 e/o dei mezzi di supporto 40. In una fase di montaggio, dopo che un operatore ha provveduto a fissare l’unità di dosaggio 2 ai mezzi di supporto 40 nella configurazione di montaggio A, i mezzi di movimentazione 101 sono attivati in modo da muovere i mezzi a giunto 10, su di essi montati, lungo il secondo asse W2 fino ad inserire la porzione d’innesto 11 all’interno della sede 16 della prima porzione d’estremità 6.

Attivando i mezzi di bloccaggio 12 nella configurazione di accoppiamento B à ̈ quindi possibile bloccare saldamente la porzione d’innesto 11 alla prima porzione d’estremità 6, ossia collegare i mezzi a pistone 3 a mezzi di movimentazione 101.

Eseguendo l’operazione al contrario, ossia disattivando prima i mezzi di bloccaggio 12, per disimpegnare gli elementi di arresto 13 dagli alloggiamenti 39 della sede 16, e successivamente azionando i mezzi di movimentazione 101, à ̈ possibile disinserire la porzione d’innesto 11 dalla sede 6, disaccoppiando i mezzi a pistone 3 dai mezzi a giunto 10 e, quindi, dai mezzi di movimentazione 10.

È opportuno notare che in virtù della configurazione dei mezzi a giunto 10 e dei mezzi a pistone 3 dell’apparato di dosaggio 1 dell’invenzione - che consentono alla porzione d’innesto 11 di essere inseribile nella, e disinseribile dalla, sede 16 della prima porzione d’estremità 6 lungo una direzione di accoppiamento T pressoché parallela al primo asse W1 - à ̈ possibile connettere o disconnettere i mezzi a pistone 3 ai/dai mezzi di movimentazione 101 senza necessità che la prima porzione d’estremità 6 debba essere posizionata all’esterno dei mezzi ad involucro 5. In particolare, la prima porzione d’estremità 6 à ̈ sempre vantaggiosamente contenuta, in qualsiasi sua posizione operativa, all’interno dell’ulteriore cavità 53 dei mezzi ad involucro 5.

Ciò permette di ridurre la lunghezza dei mezzi a pistone 3 e realizzare un’unità di dosaggio 2 avente dimensioni longitudinali compatte e dunque particolarmente adatta ad un impiego in macchine riempitrici che richiedano un’ampia accessibilità alla zona di processo.

I mezzi a pistone 3 sono inoltre collegabili ai, o scollegabili dai, mezzi di movimentazione 101 tramite i mezzi a giunto 10, in modo completamente automatico, senza richiedere l’intervento manuale di un operatore, quindi con ridotti tempi d’intervento e minor rischio di errore nel montaggio.

Le figure da 8 a 11 illustrano una variante dell’apparato di dosaggio 1 che differisce dalla forma di realizzazione precedentemente descritta per mezzi a giunto 110 che collegano una prima porzione d’estremità 106 di mezzi a pistone 103 ai mezzi di movimentazione 101.

I mezzi a giunto 110 comprendono un elemento di collegamento 125 di forma allungata e provvisto ad un’estremità di una porzione d’innesto 111 disposta per impegnarsi in una sede 116 ricavata nella prima porzione d’estremità 106. La rimanente estremità dell’elemento di collegamento 125 à ̈ invece connessa ai mezzi di movimentazione 101, in modo tale essere mobile linearmente lungo, ed in rotazione attorno, ad un secondo asse W2 longitudinale.

Anche in questo caso, la porzione d’innesto 111 à ̈ inseribile in, e disinseribile da, detta sede 116 lungo la direzione di accoppiamento T che à ̈ sostanzialmente parallela al primo asse W1 oppure inclinata di pochi gradi rispetto a detto primo asse W1, come spiegato più in dettaglio nel seguito della descrizione.

La porzione d’innesto 111 e la sede 116 hanno forma complementare, ad esempio, tronco conica.

I mezzi a giunto 110 comprendono mezzi di bloccaggio 112 disposti per bloccare reversibilmente la porzione d’innesto 111 nella sede 116.

I mezzi di bloccaggio 112 includono mezzi di tenuta 113 fissati ad un’estremità della porzione d’innesto 111 e riscontranti una parete interna della sede 116. I mezzi di tenuta 113 comprendono, ad esempio, una guarnizione ad anello in materiale elastomerico alloggiata in una cavità anulare 132 realizzata sull’estremità della porzione d’innesto 111. L’estremità della porzione d’innesto 111, la sede 116 e i mezzi di tenuta 113 definiscono una camera superiore 121 dei mezzi di bloccaggio 112 che à ̈ posta in collegamento, tramite un condotto 122, ad un sorgente in depressione, ad esempio un circuito del vuoto. In una configurazione di accoppiamento B, a causa della depressione o vuoto che si viene a creare nella camera superiore 121, la porzione d’innesto 111 si impegna saldamente nella sede 116 con una forza di connessione la cui entità à ̈ funzione di forma e dimensioni della camera superiore 121 e dei valori di vuoto in essa.

Quando la camera superiore 121 à ̈ riportata alla pressione atmosferica, ad esempio interrompendo il collegamento con il circuito del vuoto, la porzione d’innesto 111 può essere facilmente ed agevolmente disinserita dalla sede 116 per consentire il disimpegno dei mezzi a pistone 103 dai mezzi di movimentazione 101.

Mezzi di riscontro sono previsti per definire una posizione assiale reciproca lungo il primo asse W1 tra la prima porzione d’estremità 106 del pistone 103 e la porzione d’innesto 111 dell’elemento di collegamento 125, nella configurazione di accoppiamento B.

I mezzi di riscontro comprendono un primo perno di riscontro 114 fissato ad una parete di fondo 116a della sede 116 ed un secondo perno di riscontro 115 fissato alla porzione d’innesto 111. Un elemento intermedio 126 di forma sferica ed elasticamente collegato alla porzione d’innesto 111 à ̈ interposto tra i due perni di riscontro 114, 115.

Nella configurazione di accoppiamento B, i perni di riscontro 114, 115 contattano da parti opposte l’elemento intermedio 126 con una forza di connessione realizzata dalla camera superiore 121 posta in depressione. Si noti quindi che nella configurazione di accoppiamento B vi à ̈ un gioco assiale nullo fra i mezzi a pistone 103 e l’elemento di collegamento 125.

L’elemento intermedio 126 funge anche da otturatore per chiudere il collegamento tra camera superiore 121 o ambiente esterno e condotto 122, quando la porzione d’innesto 111 à ̈ disaccoppiata dalla sede 106.

A tal scopo, la porzione d’innesto 111 comprende un ulteriore vano 117 sul fondo del quale à ̈ fissato il secondo perno di riscontro 115 ed all’interno del quale à ̈ inserito l’elemento intermedio 126. Un ulteriore elemento elastico 118, ad esempio una molla elicoidale, avvolge il secondo perno di riscontro 115 ed agisce sull’elemento intermedio 126 in modo tale da spingerlo verso l’esterno dell’ulteriore vano 117. In una configurazione di rilascio nella quale la porzione d’innesto 111 à ̈ disimpegnata dalla sede 106, l’ulteriore molla 118 spinge l’elemento intermedio 126 a riscontro di un risalto anulare 119 e di adiacenti ulteriori mezzi di tenuta 139, previsti su una porzione d’imboccatura dell’ulteriore vano 117. In tale posizione, l’elemento di riscontro 126 chiude a tenuta l’ulteriore vano 117, collegato tramite il condotto 122 alla sorgente di vuoto.

Mezzi di trasmissione sono previsti per collegare la prima porzione d’estremità 106 alla porzione d’innesto 111 così che quest’ultima possa trasmettere una coppia di rotazione. I mezzi di trasmissione comprendono uno o più spine 123, ad esempio due, fissate angolarmente distanziate, ad esempio di 180°, ad una parete laterale 131 dell’elemento d’innesto 111 e disposte per impegnarsi in corrispondenti ulteriori sedi 124 ricavate sulla prima porzione d’estremità 106.

Le dimensioni delle spine 123 e delle ulteriori sedi 124 sono tali da minimizzare i giochi radiali tra i mezzi a pistone 103 e l’elemento di collegamento 125, per garantire ai suddetti mezzi a pistone 3 la necessaria precisione ed accuratezza nel moto di rotazione durante il funzionamento.

Le spine 123 sono fissate sostanzialmente perpendicolari ad un asse longitudinale dell’elemento di collegamento 125 in modo da inserirsi nelle, o disinserirsi dalle, ulteriori sedi 124 quando la porzione d’innesto 111 à ̈ rispettivamente inserita o disinserita dalla sede 106. Le ulteriori sedi 124 comprendono rispettive asole aperte inferiormente.

I mezzi a giunto 110 comprendono mezzi a soffietto 133 che collegano la porzione d’innesto 111 dell’elemento di collegamento 125 ad una parete esterna 102a del basamento 102 della macchina riempitrice per chiudere un’apertura per il passaggio dell’elemento di collegamento 125, realizzata in detta parete esterna 102a, dall’ambiente di processo 80.

Nella configurazione di accoppiamento B dei mezzi a giunto 111, i mezzi di tenuta 113 sono schiacciati tra la porzione d’innesto 111 e la parete interna della sede 116 dalla forza di connessione generata dalla depressione presente nella camera superiore 121. Grazie alla loro elasticità e deformabilità, i mezzi di tenuta 113, oltre a garantire l’isolamento della camera superiore 121 dall’ambiente esterno, sono in grado di trasmettere nel funzionamento normale dell’unità di dosaggio una coppia di rotazione o momento torcente tra l’elemento di collegamento 125 e la prima porzione d’estremità 106 dei mezzi a pistone 103.

Nel caso in cui si verifichi uno scorrimento dei mezzi di tenuta 113 rispetto alla parete interna delle sede 116 o rispetto alla cavità anulare 132 della porzione d’innesto 111, i mezzi di trasmissione, in particolare le spine 123 e le ulteriori sedi 124, garantiscono il corretto posizionamento angolare tra i mezzi a pistone 103 e l’elemento di collegamento 125 ed una corretta trasmissione della coppia di rotazione.

Come illustrato nelle Figure 10 e 11, grazie all’elasticità e deformabilità dei mezzi di tenuta 113, alla forma tronco-conica della porzione d’innesto 111 e della sede 106 e ad un gioco radiale presente tra questi ultimi, i mezzi a giunto 111 sono in grado di trasmettere ai mezzi a pistone 103 un movimento lineare e di rotazione, in modo preciso ed accurato, anche nel caso in cui il primo asse W1 ed il secondo asse W2 siano tra loro disallineati e/o inclinati.

I mezzi a giunto 110 realizzati anche in tale variante costruttiva, costituiscono un giunto omocinetico in grado di trasmettere con elevata precisione una coppia di rotazione ed una forza assiale tra i mezzi di movimentazione 101 ed i mezzi a pistone 103 anche nel caso di imprecisioni di montaggio e/o di realizzazione dell’unità di dosaggio 2 e/o dei mezzi di supporto 40.

Anche in questa variante dell’apparato di dosaggio 1 à ̈ possibile selettivamente connettere o disconnettere in modo automatico, senza intervento manuale da parte di un operatore, i mezzi a pistone 3 ai/dai mezzi di movimentazione 101, con la prima porzione d’estremità 106 sempre disposta all’interno dei mezzi ad involucro 5 in qualsiasi posizione operativa. Con particolare riferimento alle figure da 1 a 3 e 12, l’apparato di dosaggio 1 comprende mezzi di accoppiamento 60 associati ai mezzi ad involucro 5 e disposti per impegnarsi scorrevolmente in mezzi a guida 41 dei mezzi di supporto 40 nella configurazione di montaggio A dell’unità di dosaggio 2. I mezzi di accoppiamento 60 sono inseribili nei, o disinseribili dai, mezzi a guida 41 lungo una prima direzione X, sostanzialmente parallela al primo asse longitudinale W1. La prima direzione X à ̈ ad esempio verticale e sostanzialmente ortogonale alla parete superiore 102a del basamento 102 della macchina riempitrice alla quale i mezzi di supporto 40 possono essere fissati.

In una variante dell’apparato 1 non illustrata, la prima direzione X può essere, ad esempio, orizzontale e sostanzialmente ortogonale al primo asse W1.

I mezzi di supporto 40 includono un corpo di supporto 46 fissato alla parete superiore 102a e supportante i mezzi di guida 41. Questi ultimi comprendono un elemento di guida, avente forma piatta e provvisto di una scanalatura rettilinea 49 avente sezione trasversale a “T†ed estendentesi parallelamente alla prima direzione X.

I mezzi di accoppiamento 60 comprendono un elemento di accoppiamento fissato ai mezzi ad involucro 5 e sagomato a forma di “T†in modo da impegnarsi scorrevolmente nella scanalatura rettilinea 49 con un predefinito gioco, per consentire all’unità di dosaggio 2 di essere agevolmente montata sui, e smontata, dai mezzi di supporto 40. L’elemento di accoppiamento 60 à ̈, ad esempio, ricavato direttamente su una parete laterale della porzione cilindrica inferiore 52c dell’elemento di rivestimento 52.

In alternativa, l’elemento di accoppiamento 60 può essere un elemento distinto e fissato alla suddetta parete laterale della porzione cilindrica inferiore 52c.

I mezzi di supporto 40 comprendono, inoltre, mezzi di fissaggio disposti per bloccare reversibilmente l’elemento di accoppiamento 60 ai mezzi a guida 41. I mezzi di fissaggio comprendono almeno due elementi fissaggio 42, 43 associati ai mezzi a guida 41 e mobili in modo da impegnare oppure disimpegnare rispettivi incavi di accoppiamento 62, 63 dell’elemento di accoppiamento 60 rispettivamente per bloccare oppure rilasciare i mezzi di accoppiamento 60 ai, o dai, mezzi a guida 41.

Mezzi spintori sono previsti per agire sugli elementi di fissaggio 42, 43 e spingere questi ultimi a riscontro degli incavi di accoppiamento 62, 63 con una predefinita forza di fissaggio lungo una seconda direzione Y, sostanzialmente ortogonale alla prima direzione X.

Con riferimento alla forma di realizzazione illustrata nelle figure, i mezzi di fissaggio comprendono un primo elemento di fissaggio 42 ed un secondo elemento di fissaggio 43 aventi forma di sfera ed inseriti rispettivamente in un prima apertura 47 ed in una seconda apertura 48, realizzate allineate e sovrapposte rispetto alla prima direzione X nei mezzi di guida 41. Il primo elemento di fissaggio 42 ed il secondo elemento di fissaggio 43 sono mantenuti sporgenti dai mezzi spintori così da impegnare rispettivamente un primo incavo di accoppiamento 62 ed un secondo incavo di accoppiamento 63 dell’elemento di accoppiamento 60 in configurazione di montaggio A.

I mezzi spintori comprendono mezzi attuatori, in particolare un primo attuatore 44 e un secondo attuatore 45, per esempio di tipo pneumatico o meccanico, connessi rispettivamente al primo elemento di fissaggio 42 e al secondo elemento di fissaggio 43. Azionando gli attuatori 44, 45, à ̈ possibile portare gli elementi di fissaggio 42, 43 alternativamente in posizione arretrata o in posizione sporgente, in cui la forza di fissaggio à ̈ applicata dagli elementi di fissaggio 42, 43 agli incavi di accoppiamento 62, 63. In una realizzazione alternativa non illustrata, gli attuatori 44, 45 possono essere sostituiti da mezzi elastici atti ad accoppiarsi con gli elementi di fissaggio 42, 43.

La prima apertura 47 e la seconda apertura 48 sono provviste di porzioni di arresto, non illustrate nelle figure, per evitare la completa fuoriuscita dalle aperture 47, 48 degli elementi di fissaggio 42, 43, ossia per consentire a questi ultimi di sporgere di una predefinita quantità.

Gli incavi di accoppiamento 62, 63 hanno forma di calotta sferica con raggio di curvatura minore del raggio di curvatura degli elementi di fissaggio 42, 43 così da riscontrare questi ultimi lungo rispettive superficie di contatto 65, 66 sostanzialmente anulari.

La prima apertura 47 comprende un foro cilindrico avente diametro tale da alloggiare con gioco radiale molto ridotto il primo elemento di fissaggio 42.

Quando il primo elemento di fissaggio 42 riscontra il primo incavo di accoppiamento 62 e spinge l’elemento di accoppiamento 60 contro la scanalatura rettilinea 49 lungo la seconda direzione Y, l’unità di dosaggio 2 à ̈ bloccata in modo saldo e preciso, impedita a muoversi nella prima direzione X, nella seconda direzione Y ed in una terza direzione Z ortogonale alla prima direzione X ed alla seconda direzione Y.

La seconda apertura 48 comprende invece un’asola passante allungata nella prima direzione X per consentire al secondo elemento di fissaggio 43 di adattarsi alla posizione del secondo incavo di accoppiamento 63 e compensare variazioni di distanza tra quest’ultimo ed il primo incavo di accoppiamento 62 lungo la prima direzione X.

Quando il secondo elemento di fissaggio 43 riscontra il secondo incavo di accoppiamento 63 e spinge l’elemento di accoppiamento 60 contro la scanalatura rettilinea 49, l’unità di dosaggio 2 risulta bloccata anche in rotazione attorno ad un asse parallelo alla direzione Y e passante in corrispondenza del primo elemento di fissaggio 42.

È previsto che il primo incavo di accoppiamento 62 ed il secondo incavo di accoppiamento 63 siano realizzati in corrispondenti inserti 67, 68 di materiale metallico incorporati nell’elemento di accoppiamento 60 per garantire maggiore rigidezza ed indeformabilità ai suddetti incavi di accoppiamento 62, 63 ed una maggiore precisione e resistenza nel riscontro con gli elementi di fissaggio 42, 43.

L’unità di dosaggio 2 comprende altresì mezzi di arresto disposti per impedire oppure consentire ai mezzi a pistone 3 di scorrere all’interno della cavità 4 dei mezzi ad involucro 5 lungo il primo asse W1. In particolare, i mezzi di arresto bloccano i mezzi a pistone 3 rispetto ai mezzi ad involucro 5 in una predefinita posizione lineare ed angolare, in modo da mantenere l’unità di dosaggio 2 in una condizione assemblata R, necessaria per il trasporto e montaggio/smontaggio dai mezzi a giunto 10.

I mezzi di arresto comprendono, in particolare, un perno di arresto 70 scorrevolmente montato in un primo alloggiamento 71, realizzato su una parete laterale della porzione cilindrica inferiore 52c dell’elemento di rivestimento 52, e disposto per impegnare un secondo alloggiamento 73, ricavato su una parete esterna 6a della prima porzione d’estremità 6, in corrispondenza dell’apertura della sede 16.

Il secondo alloggiamento 73 comprende un foro avente dimensioni sostanzialmente equivalenti a quelle del perno di arresto 70.

Il perno di arresto 70 à ̈ mobile parallelamente alla seconda direzione Y, ossia perpendicolarmente al primo asse longitudinale W1 ed à ̈ movimentato da mezzi di azionamento dei mezzi di supporto 40 tra una posizione retratta ed una posizione estesa. Nella posizione retratta il perno di arresto 70 à ̈ completamente contenuto nel primo alloggiamento 71 in modo da non interagire con la prima porzione d’estremità 6 e consentire lo spostamento dei mezzi a pistone 3. Nella posizione estesa, il perno di arresto 70 à ̈ inserito nel secondo alloggiamento 73 ed impedisce ai mezzi a pistone 3 di muoversi lungo, e di ruotare attorno al, primo asse longitudinale W1 determinando la condizione assemblata R dell’unità di dosaggio 2.

Uno spinotto di azionamento 75, fissato trasversalmente al perno di arresto 70, à ̈ impegnato da uno stelo di azionamento 74 dei mezzi di azionamento. Lo stelo di azionamento 74 à ̈ parallelo al perno di arresto 70 ed à ̈ azionato da mezzi attuatori lineari 76, comprendenti ad esempio un cilindro pneumatico, dei mezzi di azionamento. Lo stelo di azionamento 74 à ̈ provvisto di una rispettiva scanalatura radiale atta a ricevere lo spinotto di azionamento 75.

In una fase di montaggio dell’unità di dosaggio 2 ai mezzi supporto 40, l’operatore sostiene l’unità di dosaggio 2, disposta nella condizione assemblata R, per mezzo della porzione di presa 52a ed inserisce l’elemento di accoppiamento 60 all’interno dei mezzi a guida 41 lungo la prima direzione X. Il gioco esistente tra l’elemento di accoppiamento 60 e la scanalatura rettilinea 49 dei mezzi di guida 41 permette un agevole e rapido inserimento.

Con gli elementi di fissaggio 42, 43 mantenuti in posizione arretrata dai rispettivi attuatori 44, 45 all’interno delle rispettive aperture 47, 48, l’elemento di accoppiamento 60 scorre all’interno dei mezzi a guida 41 fino a giungere ad una posizione finale nella quale i suddetti elementi di fissaggio 42, 43 spinti dai rispettivi attuatori 44, 45 in posizione sporgente riscontrano i rispetti incavi di accoppiamento 62, 63 bloccando in posizione l’unità di dosaggio 2 nella configurazione di montaggio A.

In tale configurazione, lo spinotto di azionamento 75 del perno di arresto 70 Ã ̈ alloggiato nella scanalatura radiale dello stelo di azionamento 74.

Eseguendo l’operazione al contrario, ossia sfilando l’elemento di accoppiamento 60 dai mezzi a guida 41, con gli elementi di fissaggio 42, 43 mantenuti in posizione arretrata dai rispettivi attuatori 44, 45 à ̈ possibile smontare l’unità di dosaggio 2 dai mezzi di supporto 40.

Una volta inserita l’unità di dosaggio 2 nei mezzi di supporto 40, il perno di arresto 70 mantiene ancora i mezzi a pistone 3 fissati ai mezzi ad involucro 5, bloccati nella condizione assemblata R in una stabilita posizione lineare ed angolare, per consentire ai mezzi di movimentazione 101 di muovere i mezzi a giunto 10 lungo il secondo asse longitudinale W2 fino ad inserire la porzione d’innesto 11 all’interno della sede 16 della prima porzione d’estremità 6. Una volta azionati i mezzi di bloccaggio 12 per fissare mutuamente la porzione d’innesto 11 alla sede 16, il perno di arresto 70 à ̈ disimpegnato dai mezzi a pistone 3. In particolare, i mezzi attuatori lineari 76 sono attivati per spostare lo spinotto di arresto 70 nella posizione retratta così da consentire il libero movimento dei mezzi a pistone 3.

In una variante dell’apparato non illustrata nelle figure, il perno di arresto 70 si impegna in un terzo alloggiamento realizzato nei mezzi a guida 41, per impedire lo scorrimento dell’elemento di accoppiamento 60 ossia l’estrazione dell’unità di dosaggio 2 dai mezzi di supporto 40.

Grazie all’apparato di dosaggio 1 dell’invenzione à ̈ quindi possibile agganciare e bloccare in modo rapido, agevole e nel contempo preciso e saldo l’unità di dosaggio ai rispettivi mezzi di supporto 40.

È importante osservare che la procedura di montaggio può essere eseguita da un solo operatore ed à ̈ resa particolarmente agevole dalla forma e dalle dimensioni dei mezzi a guida 41 e dei mezzi di accoppiamento 60, provvisti di gioco. Gli elementi di fissaggio azionati dai rispettivi attuatori 44, 45 permettono inoltre di bloccare in modo automatico l’unità di dosaggio 2 quando questa ha raggiunto la desiderata posizione.

L’intera operazione di montaggio à ̈ resa ulteriormente agevole in virtù dei mezzi di arresto, ed in particolare dal perno di arresto 70 che, nella condizione assemblata R, fissano i mezzi a pistone 3 ai mezzi ad involucro 5. In tal modo, l’operatore può sostenere l’unità di dosaggio 2 per mezzo della porzione di presa 52a ed inserire l’elemento di accoppiamento 60 all’interno dei mezzi a guida 41 lungo la prima direzione X senza preoccuparsi di sostenere anche i mezzi a pistone 3, come usualmente avviene nelle siringhe di dosaggio note.

Si noti che anche il disimpegno dei mezzi di arresto 70 dai mezzi a pistone 3, per consentirne lo spostamento nella cavità 4, avviene in modo automatico tramite i mezzi di azionamento, in particolare lo stelo di azionamento 74 e i mezzi attuatori lineari, 76. Similmente agevole e rapida à ̈ la procedura di smontaggio dell’unità di dosaggio 2 dai mezzi di supporto 40 che avviene sfilando manualmente lungo la prima direzione X i mezzi di accoppiamento 60 dai mezzi a guida 41.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato di dosaggio comprendente un’unità di dosaggio (2) includente mezzi a pistone (3; 103) mobili lungo un primo asse (W1) in una cavità (4) di mezzi a involucro (5) e mezzi di supporto (40) associabili in particolare ad una macchina riempitrice e disposti per sostenere e bloccare detta unità di dosaggio (2) in una configurazione di montaggio (A), caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di accoppiamento (60) associati a detti mezzi ad involucro (5) e scorrevolmente inseribili in, o disinseribili da, mezzi a guida (41) di detti mezzi di supporto (40) lungo una prima direzione (X), detti mezzi di supporto (40) comprendendo inoltre mezzi di fissaggio (42, 43) per fissare reversibilmente detti mezzi di accoppiamento (60) a detti mezzi a guida (41) in detta configurazione di montaggio (A).
2. 2. Apparato secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi a guida (41) comprendono una scanalatura (49) avente sezione trasversale sagomata ed estendentesi parallelamente a detta prima direzione (X), detti mezzi di accoppiamento (60) comprendendo un elemento di accoppiamento fissato a detti mezzi ad involucro (5) e sagomato in modo da impegnarsi scorrevolmente in detta scanalatura (49).
3. 3. Apparato secondo la rivendicazione 1 oppure 2, in cui detti mezzi ad involucro (5) comprendono un elemento tubolare interno (51), all’interno del quale à ̈ realizzata detta cavità (4), ed un elemento di rivestimento (52) che avvolge detto elemento tubolare interno (51) e si estende inferiormente a quest’ultimo in modo da formare un’ulteriore cavità (53) atta a contenere una prima porzione d’estremità (6) di detti mezzi a pistone (3).
4. 4. Apparato secondo la rivendicazione 3, in cui detti mezzi di accoppiamento (60) sono ricavati su una parete laterale di detto elemento di rivestimento esterno (52).
5. 5. Apparato secondo la rivendicazione 3 oppure 4, in cui detto elemento di rivestimento (52) Ã ̈ realizzato in materiale plastico.
6. 6. Apparato secondo una delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui detto elemento di rivestimento (52) comprende una porzione di presa (52a) per consentire un’agevole presa e manipolazione dell’unità di dosaggio (2) da parte di un operatore.
7. 7. Apparato secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di fissaggio comprendono elementi fissaggio (42, 43) associati a detti mezzi a guida (41) e selettivamente mobili in modo da impegnare oppure disimpegnare rispettivi incavi di accoppiamento (62, 63) di detti mezzi di accoppiamento (60) rispettivamente per bloccare oppure rilasciare detti mezzi di accoppiamento (60) a, o da, detti mezzi a guida (41).
8. 8. Apparato secondo la rivendicazione 7, comprendente mezzi spintori disposti per premere detti elementi di fissaggio (42, 43) a riscontro dei rispettivi incavi di accoppiamento (62, 63) con una predefinita forza di fissaggio lungo una seconda direzione (Y), detta seconda direzione (Y) essendo sostanzialmente ortogonale a detta prima direzione (X).
9. 9. Apparato secondo la rivendicazione 7 oppure 8, in cui detti mezzi di fissaggio comprendono un primo elemento di fissaggio (42) ed un secondo elemento di fissaggio (43) scorrevolmente inseriti rispettivamente in una prima apertura (47) ed in una seconda apertura (48) di detti mezzi a guida (41), una di dette aperture (47, 48) essendo sagomata in modo da consentire al relativo elemento di fissaggio (43) spostamenti lungo detta seconda direzione (Y).
10. 10. Apparato secondo la rivendicazione 8, in cui detti mezzi spintori comprendono mezzi attuatori (44,45) connessi agli elementi di fissaggio (42,43).
11. 11. Apparato secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente mezzi di arresto per bloccare reversibilmente detti mezzi a pistone (3) a detti mezzi ad involucro (5) in una condizione assemblata (R), nella quale detti mezzi a pistone (3) sono fissati in una predefinita posizione lineare ed angolare rispetto a detti mezzi ad involucro (5).
12. 12. Apparato secondo la rivendicazione 11, in cui detti mezzi di arresto comprendono un perno di arresto (70) scorrevolmente montato in un primo alloggiamento (71) di detti mezzi ad involucro (5) e disposto per impegnare in detta condizione assemblata (R) un secondo alloggiamento (73) di una prima porzione d’estremità (6) di detti mezzi a pistone (3).
13. 13. Apparato secondo la rivendicazione 12, in cui detto perno di arresto (70) Ã ̈ movimentabile da mezzi di azionamento associati a detti mezzi di supporto (40).
14. 14. Apparato secondo la rivendicazione 13, in cui detti mezzi di arresto comprendono uno spinotto di azionamento (75) fissato trasversalmente a detto perno di arresto (70) e disposto per impegnare in detta configurazione di montaggio (A) uno stelo di azionamento (74) di detti mezzi di azionamento.
15. 15. Apparato secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima direzione (X) Ã ̈ sostanzialmente parallela a detto primo asse (W1).