ITBO20100752A1 - Dispositivo erogatore di una macchina riempitrice di prodotti liquidi. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

" Dispositivo erogatore di una macchina riempitrice di prodotti liquidi."

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo erogatore di una macchina riempitrice di prodotti liquidi.

La presente invenzione trova particolare applicazione nelle macchine riempitrici di contenitori con prodotti liquidi e semiliquidi di varia natura, quali ad esempio latte, succhi di frutta, olio, miele oppure detergenti o altro.

Le macchine riempitrici di tipo noto comprendono una giostra rotante dotata di una pluralità di sedi periferiche di supporto di singoli contenitori da riempire.

Ciascuna sede à ̈ equipaggiata di un dispositivo erogatore destinato a riempire il rispettivo contenitore con una determinata quantità di prodotto proveniente da un serbatoio di contenimento.

I dispositivi erogatori di tipo noto sono costituiti da un alloggiamento cavo sviluppantesi lungo un’asse verticale, un otturatore montato all’interno dell’ alloggiamento ed un gruppo attuatore atto a movimentare assialmente l’otturatore all’interno dell’alloggiamento.

L’alloggiamento cavo dell’erogatore definisce parzialmente un condotto di erogazione, tale condotto à ̈ dotato di una bocca di ingresso e di una bocca di uscita del prodotto. Dal serbatoio di contenimento, il prodotto fluisce, attraverso la bocca di ingresso, all’intemo del condotto di erogazione e viene immesso, attraverso la bocca di uscita, nei contenitori da riempire.

L’otturatore consente di chiudere e di aprire la bocca di uscita del condotto di erogazione. In particolare, il gruppo attuatore, movimentando assialmente l’otturatore, regola la chiusura e l’apertura della bocca di uscita.

Il gruppo attuatore dell’otturatore à ̈ separato ermeticamente dal condotto di erogazione del prodotto tramite una membrana flessibile. In particolare, la membrana collega l’otturatore con l’alloggiamento cavo dell’erogatore in quanto viene attraversata dall’otturatore stesso.

La membrana garantisce un ambiente asettico all’intemo del condotto di erogazione evitando così che il prodotto da immettere nei contenitori venga contaminato da agenti esterni provenienti dal gruppo attuatore.

Durante la chiusura e l’apertura della bocca di uscita dell’erogatore, il movimento assiale dell’otturatore comporta la flessione continua della membrana ad esso collegata, sollecitandola meccanicamente. Inoltre sostanze liquide calde e/o aggressive che attraversano il condotto di erogazione, ad esempio durante le operazioni di lavaggio dell’erogatore, sollecitano ulteriormente la membrana. Solitamente la membrana à ̈ soggetta ad una manutenzione preventiva in quanto risulta avere una durata teorica limitata nel tempo pari ad un determinato numero di cicli di lavoro normalmente indicati dal costruttore. Tuttavia, le sollecitazioni a cui à ̈ soggetta la membrana possono comportarne la rottura prematura rispetto alla durata teorica, consentendo al prodotto di venire a contatto con agenti esterni inquinanti.

Risulta quindi importante potere rilevare tempestivamente la rottura della membrana flessibile al fine di preservare l’integrità del prodotto da immettere nei contenitori e garantirne la qualità al consumatore.

Una soluzione nota per rilevare la rottura della membrana flessibile prevede di realizzare, all’ interno dell’ alloggiamento dell’erogatore, una camera stagna adiacente alla membrana ed un condotto di collegamento che metta in comunicazione la camera stagna con l’ambiente esterno. Una finestra ricavata sulla parete esterna dell’erogatore consente di effettuare un’ispezione visiva del condotto di collegamento. La presenza di prodotto nel condotto à ̈ indicativa della rottura della membrana, in quanto la sua rottura consente al prodotto di fluire nella camera stagna ad essa adiacente e successivamente nel condotto di collegamento in comunicazione con la finestra.

L’ispezione visiva à ̈ eseguita da un operatore che, una volta rilevata la presenza del prodotto nel condotto, può bloccare la macchina riempitrice e procedere con la manutenzione.

Tale procedimento di ispezione visiva può avvenire in ritardo rispetto all' effettiva rottura della membrana rendendo così tale sistema di rilevamento inaffidabile.

Inoltre, al costo di manutenzione dell’impianto si aggiungono i costi di mancata produzione imputabili al tempo di fermo macchina necessario per la manutenzione.

Ulteriori soluzioni note prevedono l’utilizzo di sensori di rilevamento della rottura della membrana di tipo automatico. Tali sensori sono collegati ad un sistema di controllo che comunica con la macchina riempitrice, in modo tale che, una volta rilevata la rottura della membrana, il sistema di controllo blocchi tempestivamente la macchina riempitrice in modo automatico, consentendo così all’operatore di eseguire la manutenzione.

I sensori di tipo automatico noti risultano più affidabili rispetto all’ispezione visiva descritta in precedenza, ma prevedono comunque un fermo macchina per la manutenzione del dispositivo erogatore e di conseguenza costi di mancata produzione.

Scopo della presente invenzione à ̈ proporre un dispositivo erogatore di una macchina riempitrice di prodotti liquidi che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, scopo della presente invenzione à ̈ realizzare un dispositivo erogatore dotato di un rilevatore di rottura della membrana che sia di tipo automatico e che consenta di bloccare il dispositivo erogatore che presenta la membrana rotta e non l’intera macchina riempitrice, garantendone così un funzionamento parziale. Ulteriore scopo della presenta invenzione à ̈ realizzare un dispositivo erogatore dotato di un rilevatore di rottura che sia affidabile, di semplice costruzione e che permetta di mantenere costi contenuti. Secondo la presente invenzione viene realizzata un dispositivo erogatore di una macchina riempitrice di prodotti liquidi in accordo con quanto rivendicato in una o più delle annesse rivendicazioni. La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- figura 1 illustra una vista in sezione di un dispositivo erogatore secondo la presente invenzione, in condizione di normale funzionamento;

- figura 2 illustra una vista in sezione di un dispositivo erogatore secondo la presente invenzione, in una condizione di rottura;

- figura 3 illustra un ingrandimento di un particolare in sezione del dispositivo erogatore illustrato in figura 2;

- figura 4 illustra parzialmente in vista frontale una sezione di un particolare del dispositivo erogatore illustrato in figura 3.

Con riferimento alle figure 1 e 2 con 1 à ̈ indicato un dispositivo erogatore di una macchina riempitrice di prodotti liquidi comprendente una pluralità di erogatori 1 secondo la presente invenzione.

Il dispositivo erogatore 1 comprende un condotto di erogazione 2, sviluppantesi lungo un’asse verticale A, ed un otturatore 3 coassiale all’asse A. Un gruppo attuatore 4 provvede a movimentare l’otturatore 3 lungo la direzione dell’asse A.

Inoltre, ogni dispositivo erogatore 1 della macchina riempitrice, non illustrata ma descritta nella pubblicazione EP1731478 che à ̈ segnalata come riferimento e si richiama integralmente per completezza di descrizione, comprende una propria unità di controllo e comando 5.

Il condotto di erogazione 2 à ̈ dotato di una bocca di ingresso 6 del prodotto, indicato con 7, ricavata lateralmente al condotto di erogazione 2. La bocca di ingresso 6 à ̈ collegata ad un condotto di uscita, non illustrato, di un serbatoio di contenimento, anch’esso non illustrato, del prodotto 7. Sia il condotto di uscita, sia il serbatoio di contenimento sono illustrati e descritti nella pubblicazione EP1731478.

Il condotto di erogazione 2 presenta inoltre una bocca di uscita 8 del prodotto 7. La bocca di uscita 8 Ã ̈ collocata nella porzione inferiore del condotto di erogazione 2.

L’otturatore 3 à ̈ costituito da uno stelo 9 coassiale all’asse A.

Il gruppo attuatore 4 à ̈ atto a movimentare l’otturatore 3 lungo la direzione dell’asse A da una posizione di chiusura ad una posizione di apertura della bocca di uscita 8 e viceversa. In particolare, il gruppo attuatore 4 agisce sullo stelo 9 dell’otturatore 3.

L’otturatore 3 e la superficie interna del condotto 2 sono conformate in modo tale da conferire al flusso di prodotto 7, che attraversa la bocca di uscita 8, determinate caratteristiche di forma, velocità e pressione.

Il gruppo attuatore 4 à ̈ definito da un corpo superiore 10 e da un corpo inferiore 11. Il corpo superiore 10 ed il corpo inferiore 11, sono sovrapposti l’uno all’altro e resi solidali fra di loro tramite mezzi di fissaggio 12. Inoltre il gruppo attuatore 4 à ̈ reso solidale al condotto di erogazione 2 tramite i mezzi di fissaggio 12.

Una membrana flessibile 13 separa il condotto di erogazione 2 dal gruppo attuatore 4. In particolare, la membrana flessibile 13 à ̈ interposta fra il condotto di erogazione 2 ed il corpo inferiore 1 1. La membrana 13 à ̈ collegata allo stelo 9 dell’otturatore 3. Lo stelo 9 attraversa la porzione centrale della membrana 13 stessa.

Il gruppo attuatore 4 e la membrana flessibile 13 definiscono una camera stagna 14. La camera stagna 14 à ̈ interna al corpo inferiore 11 ed à ̈ delimitata dalla membrana 13, dallo stelo 9 e da elementi di tenuta 15 interposti fra lo stelo 9 ed il corpo inferiore 11.

Il dispositivo erogatore 1 comprende un rilevatore 16 di presenza del prodotto 7 all’intemo della camera stagna 14. Tale rilevatore 16 à ̈ indicativo della rottura della membrana flessibile 13.

Il rilevatore 16 di presenza del prodotto 7 à ̈ collegato all’unità di controllo e comando 5 propria di ciascun dispositivo erogatore 1 , in modo da bloccare l’erogazione del prodotto 7 dal dispositivo erogatore 1 che presenta la membrana flessibile 13 rotta.

Il rilevatore 16 di presenza del prodotto 7 comprende un corpo galleggiante 17 inserito all’interno di un alloggiamento 18 in comunicazione con la camera stagna 14. Il rilevatore 16 comprende inoltre un elemento di contatto 19 in comunicazione con la camera stagna 14. In particolare l’elemento di contatto 19 à ̈ parzialmente inserito aH’intemo dell’alloggiamento 18. In figura 1 e 2, l’elemento di contatto 19, attraversa il corpo superiore 10 ed il corpo inferiore 11, inserendosi aH’intemo dell’ alloggiamento 18.

Preferibilmente, l’elemento di contatto 19 à ̈ un conduttore elettrico ed à ̈ isolato dal corpo superiore 10 ed inferiore 11 tramite un materiale isolante 22. L’elemento di contatto 19 à ̈ parte di un circuito elettrico ed à ̈ collegato all’unità di controllo e comando 5. Secondo quanto illustrato in figura 3, una finestra 20 ricavata sulla parete esterna del corpo inferiore 1 1 mette in comunicazione l’alloggiamento 18 con l’esterno del dispositivo erogatore 1. Una lastra 21 in materiale trasparente chiude la finestra 20 consentendo l’ispezione visiva dell’ alloggiamento 18 che presenta al suo interno il corpo galleggiante 17.

L’interposizione di una tenuta 21a ira la lastra 21 ed il corpo inferiore 11 assicura un ambiente ermetico all’ interno della camera 14 e di conseguenza nell’ alloggiamento 18. Infatti, l’alloggiamento 18 costituisce una parte integrante della camera stagna 14.

Il corpo galleggiante 17 à ̈ definito tale, in quanto ha una densità inferiore alla densità del prodotto 7. Nella forma realizzativa illustrata, il corpo galleggiante 17 à ̈ di forma cilindrica e può essere internamente cavo. Preferibilmente, il corpo galleggiante 17 à ̈ realizzato con un materiale conduttore, come ad esempio alluminio.

In ulteriori forme realizzative non illustrate, il corpo galleggiante 17 può avere una qualsiasi forma ed essere realizzato con un materiale qualsiasi, anche non conduttore.

Il corpo superiore 10 ed il corpo inferiore 11 sono conformati in modo tale che, una volta resi solidali fra di loro, definiscono un vano 23. Un setto 24 deformabile elasticamente à ̈ interposto fra il corpo superiore 10 ed il corpo inferiore 11, in modo tale da suddividere il vano 23 in una prima camera 25 ed una seconda camera 26 a volume variabile. L’estremità superiore 9a dello stelo 9 à ̈ collegato alla porzione centrale del setto 24. In questo modo la deformazione del setto 24 determina lo spostamento lungo la direzione dell’asse A dell’otturatore 3, determinando la posizione di chiusura e di apertura della bocca di uscita 8. Conseguentemente, il movimento assiale dello stelo 9 comporta la deformazione della membrana flessibile 13 ad esso collegato.

Una molla elicoidale 27 a compressione à ̈ avvolta attorno all’estremità superiore 9a dello stelo 9 e tende a mantenere l’otturatore 3 in posizione di chiusura, come illustrato in figura 1. La seconda camera 26 à ̈ collegata tramite un condotto secondario, non illustrato, ad una unità di fluido in pressione 28, indicata nelle figure 1 e 2.

L’unità di controllo e comando 5 regola e comanda il gruppo attuatore 4. In particolare, l’unità di controllo e comando 5 comanda l’unità di fluido in pressione 28 controllando l’immissione e l’emissione di fluido in pressione all’interno della seconda camera 26.

L’immissione di fluido in pressione all’intemo della seconda camera 26, comporta l’espansione della stessa rispetto alla prima camera 25. In questo modo, la deformazione del setto 24 vince la forza di compressione della molla elicoidale 27, portando l’otturatore 3 dalla posizione di chiusura alla posizione di apertura della bocca di uscita 8.

Al contrario, 1’emissione di fluido in pressione all’interno della seconda camera 26, comporta la contrazione della stessa rispetto alla prima camera 25. In questo modo, la deformazione del setto 24 associata alla forza di compressione della molla elicoidale 27, porta l’otturatore 3 in posizione di chiusura della bocca di uscita 8. In particolare, l’unità di controllo e comando 5 comanda il gruppo attuatore 4 per portare l’otturatore 3 in posizione di chiusura della bocca di uscita 8 una volta che nei contenitori, non illustrati, viene immessa la prestabilita quantità di prodotto 7.

In condizione di normale funzionamento del dispositivo erogatore 1, il corpo galleggiante 17 del rilevatore 16 si mantiene in una prima posizione non operativa, come illustrato in figura 1.

Nella prima posizione non operativa, il corpo galleggiante 17 non coopera con l’elemento di contatto 19. Infatti, quando l’otturatore 3 à ̈ in posizione di chiusura, la membrana flessibile 13 impedisce al prodotto 7, presente all 'interno del condotto di erogazione 2, di fluire all’ interno della camera stagna 14 e di conseguenza di venire a contatto con il corpo galleggiante 17.

In condizione di rottura della membrana del dispositivo erogatore 1 , il corpo galleggiante 17 del rilevatore 16 passa dalla prima posizione non operativa ad una seconda posizione operativa.

Infatti, quando l’otturatore 3 à ̈ in posizione di chiusura, la membrana flessibile 13 rotta consente al prodotto 7 di trafilare all’ interno della camera 14 e di conseguenza all’ interno dell’ alloggiamento 18. A questo punto il corpo galleggiante 17 viene a contatto con il prodotto 7 il quale esercita un’azione di spinta verticale sul corpo 17 stesso, come indicato dal verso della freccia F in figura 3. Una volta che l’azione di spinta del prodotto 7 risulta maggiore della forza peso del corpo galleggiante 17, quest’ultimo tende a risalire verso il pelo libero del prodotto 7 galleggiando. In condizione di galleggiamento, il corpo galleggiante 17 viene quindi in contatto con l’elemento di contatto 19 ed in parte con la parete superiore e/o laterale dell’ alloggiamento 18, si veda figura 4.

In questo modo, il corpo galleggiante 17 passa da una prima posizione operativa, nella quale non coopera con l’elemento di contatto 19, ad una seconda posizione operativa, nella quale coopera con l’elemento di contatto 19. Nella forma realizzativa descritta, il corpo galleggiante 17 instaura con l’elemento di contatto 19 un collegamento di tipo elettrico. Si osservi che, secondo la forma di realizzazione descritta ed illustrata (in particolare nelle figure 3 e 4), il corpo galleggiante 17 entra in contatto con l’elemento 19 e deve entrare in contatto contemporaneamente con un punto della parete superiore e/o laterale dell’ alloggiamento 18 in modo da chiudere il circuito elettrico facendo massa con il corpo inferiore 11. Tale chiusura del circuito viene rilevata dall’unità di controllo e comando 5. In un ulteriore forma realizzativa, la cooperazione fra il corpo galleggiante 17 e l’elemento di contatto 19 può essere di tipo meccanico, cioà ̈ il corpo galleggiante 17 può esercitare una lieve pressione sull’elemento di contatto 19, il quale provvede a chiudere un circuito elettrico.

Nella seconda posizione operativa, il corpo galleggiante 17 attiva il rilevatore 16 di presenza del prodotto 7. Il rilevatore 16 invia quindi un segnale all’unità di controllo e comando 5 al fine di condurre l’otturatore 3 in posizione di chiusura della bocca di uscita 8.

L’unità di controllo e comando 5 comanda il gruppo attuatore 4 al fine di mantiene l’otturatore 3 in posizione di chiusura della bocca di uscita 8 fintanto che non si esegue la manutenzione del dispositivo erogatore 1 per sostituire la membrana flessibile 13 rotta. È evidente come nel frattempo la macchina riempitrice, non illustrata, possa continuare a funzionare, anche se parzialmente, in quanto gli altri dispositivi erogatori 1di cui à ̈ dotata continuano a funzionare regolarmente. Attraverso la lastra 21 à ̈ possibile individuare visivamente il dispositivo erogatore 1 che presenta il prodotto 7 all’interno della camera stagna 14.

Il dispositivo erogatore 1, come descritto ed illustrato, à ̈ dotato di un rilevatore 16 per individuare la rottura della membrana flessibile 13 collegato direttamente all’unità di controllo e comando 5 di ogni dispositivo erogatore 1, in questo modo, in condizione di rottura della membrana flessibile 13, à ̈ possibile bloccare il funzionamento del dispositivo erogatore 1 e non dell’intera macchina riempitrice. Ciò consente di programmare la manutenzione della macchina riempitrice che nel frattempo può funzionare a produttività ridotta garantendo comunque l’integrità del prodotto da immettere nei contenitori, limitando il tempo di fermo macchina e quindi i costi di mancata produzione. All’uscita della macchina possono, infatti, essere previsti dei mezzi di controllo del riempimento dei contenitori e dei mezzi di scarto dei contenitori che dovessero risultare vuoti, poiché disposti al di sotto del o dei dispositivi erogatori bloccati poiché affetti di rottura della membrana.

Un vantaggio del dispositivo erogatore 1 sopra descritto à ̈ quello di ridurre i costi di installazione del rilevatore 1 6 rispetto ai rilevatori di rottura della membrana noti. Infatti il rilevatore 16 di presenza del prodotto 7 non necessita di ulteriori collegamenti elettrici ed/o elettronici ad un ulteriore sistema di controllo della macchina riempitrice, dal momento che il rilevatore 16 à ̈ collegato direttamente all’unità di controllo e comando 5.

Un ulteriore vantaggio del dispositivo erogatore 1 sopra descritto à ̈ quello di essere di semplice realizzazione e di costi contenuti rispetto ai dispositivi noti.

Si osservi che il dispositivo erogatore 1 come descritto consente di rilevare la presenza di liquidi all’intemo della camera stagna 14 siano essi prodotti destinati al riempimento di contenitori o prodotti utilizzati per le operazioni di lavaggio.

Si osservi infine che, nel caso in cui si utilizzino prodotti liquidi con coefficiente di conducibilità elettrica relativamente alto, potrebbe essere sufficiente il contatto dell’elemento di contatto 19 con il prodotto 7 che raggiunge la camera 14.

L’elemento di contatto 19, che risulta sempre sotto tensione, qualunque sia la soluzione utilizzata, invia un segnale all’unità di controllo e comando 5 quando a contatto con il prodotto 7 chiude il circuito elettrico, facendo massa con il corpo inferiore 1 1.

Claims (8)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1) Dispositivo erogatore di una macchina riempitrice di prodotti liquidi comprendente una pluralità di detti erogatori (1), detto dispositivo erogatore (1) comprendendo: un condotto di erogazione (2) sviluppantesi lungo un’asse verticale (A), dotato di una bocca di uscita (8) del prodotto (7); un otturatore (3) della bocca di uscita (8) coassiale all’asse (A); un gruppo attuatore (4) atto a movimentare l’otturatore (3) lungo la direzione dell’asse (A) da una posizione di chiusura ad una posizione di apertura della detta bocca di uscita (8) e viceversa; una membrana flessibile (13) che separa il condotto di erogazione (2) dal gruppo attuatore (4); detto gruppo attuatore (4) e la membrana flessibile (13) definiscono una camera stagna (14); un rilevatore (16) di presenza del prodotto (7) all’ interno della camera stagna (14); una propria unità di controllo e comando (5); caratterizzato dal fatto che il rilevatore (16) di presenza del prodotto (7) à ̈ collegato all’unità di controllo e comando (5) propria di ciascun dispositivo erogatore (1), in modo da bloccare l’erogazione del prodotto (7) dal dispositivo erogatore (1) che presenta la membrana flessibile (13) rotta.
2. 2) Dispositivo erogatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il rilevatore (16) di presenza del prodotto (7) comprende un elemento di contatto (19) in comunicazione con la camera stagna (14).
3. 3) Dispositivo erogatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il rilevatore (16) di presenza del prodotto (7) comprende un corpo galleggiante (17) inserito all’ interno di un alloggiamento (18) in comunicazione con la camera stagna (14).
4. 4) Dispositivo erogatore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il corpo galleggiante (17) passa da una prima posizione non operativa, nella quale il corpo galleggiante (17) non coopera con il detto elemento di contatto (19), ad una seconda posizione operativa nella quale il corpo galleggiante (17) coopera con il detto elemento di contatto (19).
5. 5) Dispositivo erogatore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il corpo galleggiante (17), nella seconda posizione operativa, attiva il rilevatore (16) di presenza di prodotto (7).
6. 6) Dispositivo erogatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, il rilevatore (16) di presenza del prodotto (7) invia un segnale all’ unità di controllo e comando (5) al fine di condurre l’otturatore (3) in posizione di chiusura della bocca di uscita (8).
7. 7) Dispositivo erogatore secondo la rivendicazione , caratterizzato dal fatto che il corpo galleggiante (17) ha densità inferiore alla densità del prodotto (7).
8. 8) Macchina riempitrice dotata di una pluralità di dispositivi erogatori (1) di prodotto (7) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.