ITFI20080142A1

ITFI20080142A1 - AUTOMATIC APPARATUS FOR CHECKING, RESTORING AND MAINTAINING THE FILLING LEVEL OF CONTAINERS AND TANKS.

Info

Publication number: ITFI20080142A1
Application number: IT000142A
Authority: IT
Inventors: Francesco Cavini; Andrea Porcarelli
Original assignee: Francesco Cavini; Andrea Porcarelli
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2010-01-29
Also published as: IT1390943B1

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo : Description of the industrial invention entitled:

â€œApparato automatico per il controllo, il ripristino ed il mantenimento del livello di riempimento di contenitori e serbatoi â€œ â € œAutomatic device for checking, restoring and maintaining the filling level of containers and tanks â € œ

CAMPO DELL'INVENZIONE FIELD OF THE INVENTION

La presente invenzione si riferisce al campo degli apparati di controllo del riempimento e del mantenimento del livello in contenitori, serbatoi e simili. The present invention relates to the field of control apparatuses for filling and maintaining the level in containers, tanks and the like.

STATO DELL'ARTE STATE OF THE ART

Ãˆ nota l'esigenza di mantenere sotto controllo i livelli di riempimento di serbatoi, contenitori e simili. CiÃ² Ã ̈ richiesto in particolare nel campo dei liquidi alimentari in quanto, detti liquidi, possono subire degenerazioni e perdita di qualitÃ nel caso in cui vengano a contatto con l'aria. Le cosiddette â€œcolmatureâ€ , effettuate in campo vinicolo e consistenti in frequenti riempimenti delle botti o dei vasi vinari impiegati, hanno proprio lo scopo di evitare che il vino all'interno di dette botti venga a contatto con l'aria e si alteri in seguito alla diminuzione del proprio livello dovuto alla naturale evaporazione o alla variazione della temperatura oppure ad altri fenomeni fisico-chimici. Nell'attuale stato dell'arte queste operazioni vengono effettuate manualmente o in forma meccanizzata ma mai completamente automatizzata. Molto spesso, inoltre, l'effettiva possibilitÃ pratica di effettuare questa operazione di ripristino del livello non va di pari passo con la sua effettiva necessitÃ o con la sua urgenza. In molti casi si verificano, pertanto, degenerazioni chimiche e/o microbiologiche del prodotto a causa di una sua permanenza in contatto con l'aria per un tempo troppo prolungato, permanenza in contatto con l'aria provocata della diminuzione di volume e di livello che puÃ² essere prodotta dalle operazioni di processo oppure dai naturali effetti dei cambiamenti di temperatura ambientali e della massa liquida. Vi sono inoltre casi in cui il mancato controllo automatico del livello di riempimento di un serbatoio o di un contenitore faccia sÃ¬ che un aumento di volume e quindi di livello del liquido ivi contenuto produca delle fuoriuscite di prodotto con conseguenti interruzioni di processo e relative perdite economiche. The need to keep the filling levels of tanks, containers and the like under control is known. This is required in particular in the field of food liquids as these liquids can undergo degeneration and loss of quality if they come into contact with air. The so-called `` topping up '', carried out in the wine field and consisting of frequent filling of the barrels or wine vessels used, have the purpose of preventing the wine inside these barrels from coming into contact with the air and altering in following the decrease in its level due to natural evaporation or temperature variation or other physico-chemical phenomena. In the current state of the art these operations are carried out manually or in a mechanized form but never completely automated. Very often, moreover, the actual practical possibility of carrying out this level restoration operation does not go hand in hand with its actual need or with its urgency. In many cases, therefore, chemical and / or microbiological degenerations of the product occur due to its permanence in contact with the air for too long a time, permanence in contact with the air caused by the decrease in volume and level that it can be produced by process operations or by the natural effects of changes in environmental temperature and liquid mass. There are also cases in which the lack of automatic control of the filling level of a tank or container means that an increase in volume and therefore in the level of the liquid contained therein produces product leaks with consequent process interruptions and related losses. economic.

Il problema illustrato, relativo al controllo dei livelli dei contenitori nel campo dei liquidi alimentari e non deperibili oggi viene affrontato mediante l'impiego di diverse tecniche. La piÃ¹ utilizzata consiste nel ripristino manuale ed in forma discontinua del livello del liquido all'interno del serbatoio, tecnica che risulta imprecisa e di difficile e complicata attuazione. Altra tecnica in uso Ã ̈ rappresentata dalla colmatura con gas inerte, nota come "polmonazioneâ€ . Questa tecnica, che prevede il riempimento del contenitore o del serbatoio tramite insufflaggio di gas inerte, presenta un certo grado di automazione ma porta con sÃ© un importante inconveniente legato al fatto che i gas tecnici impiegati producono delle trasformazioni sul prodotto, specialmente in periodi di conservazione prolungata. Oltre a ciÃ², spesso accade che i contenitori non siano realmente costruiti per essere compatibili con le suddette operazioni di insufflaggio per cui gli stessi contenitori devono essere sottoposti ad alcune modifiche con conseguenti complicazioni in termini di costi e di praticitÃ d'impiego. Un'ulteriore tecnica impiegata prevede l'uso di contenitori a livello variabile che possiedono un fondo superiore galleggiante in cui la tenuta viene realizzata tramite una guarnizione oppure uno strato di olio di paraffina. The problem illustrated, relating to the control of the levels of containers in the field of food and non-perishable liquids, is today faced through the use of different techniques. The most used is the manual and discontinuous restoration of the liquid level inside the tank, a technique that is imprecise and difficult and complicated to implement. Another technique in use is represented by filling with inert gas, known as "blanketing." This technique, which involves filling the container or tank by blowing in inert gas, has a certain degree of automation but brings with it an important drawback linked to the fact that the technical gases used produce transformations on the product, especially in prolonged storage periods. In addition to this, it often happens that the containers are not really built to be compatible with the aforementioned blowing operations, therefore the containers themselves must be subjected to some modifications with consequent complications in terms of costs and ease of use. A further technique used involves the use of containers at variable level which have a floating upper bottom in which the seal is made by means of a gasket or a paraffin oil layer.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION

La presente invenzione concerne un apparato per il controllo e la regolazione automatica del riempimento di contenitori e serbatoi utilizzati, in particolare, nel settore alimentare. Detto apparato comprende un serbatoio (10); mezzi di rilevazione del livello del liquido (11) all'interno di detto serbatoio; una camera d'aria (12) posta all'interno di detto serbatoio (10) e atta ad essere gonfiata in modo da variare il volume occupato; mezzi di gonfiaggio e sgonfiaggio associati a detta camera d'aria (12); mezzi di controllo associati a detti mezzi di rilevazione del livello del liquido e a detti mezzi di gonfiaggio e sgonfiaggio. The present invention relates to an apparatus for the control and automatic regulation of the filling of containers and tanks used, in particular, in the food sector. Said apparatus comprises a tank (10); means for detecting the level of the liquid (11) inside said tank; an air chamber (12) placed inside said tank (10) and able to be inflated so as to vary the occupied volume; inflation and deflation means associated with said air chamber (12); control means associated with said liquid level detection means and with said inflation and deflation means.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 Illustra uno schema di una prima realizzazione preferita dell'apparato secondo la presente invenzione. Fig. 1 illustrates a diagram of a first preferred embodiment of the apparatus according to the present invention.

Fig. 2 Illustra uno schema di una seconda realizzazione preferita dell'apparato secondo la presente invenzione. Fig. 2 illustrates a diagram of a second preferred embodiment of the apparatus according to the present invention.

Fig. 3 Illustra uno schema a blocchi funzionale dell'apparato secondo la presente invenzione. Fig. 3 illustrates a functional block diagram of the apparatus according to the present invention.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

In riferimento alle figure 1 , 2 e 3 allegate alla presente domanda, l'apparato secondo la presente invenzione comprende: un serbatoio 10; mezzi di rilevazione del livello del liquido 11 all'interno di detto serbatoio; una camera d'aria 12 atta ad essere gonfiata, tramite aria o tramite gas tecnico, in modo da variare il volume occupato; mezzi di gonfiaggio e sgonfiaggio associati a detta camera d'aria 12; mezzi di controllo associati a detti mezzi di rilevazione del livello del liquido e a detti mezzi di gonfiaggio e sgonfiaggio. With reference to figures 1, 2 and 3 attached to the present application, the apparatus according to the present invention comprises: a tank 10; means for detecting the level of the liquid 11 inside said tank; an air chamber 12 adapted to be inflated, by air or by technical gas, so as to vary the occupied volume; inflation and deflation means associated with said air chamber 12; control means associated with said liquid level detection means and with said inflation and deflation means.

Preferibilmente, detti mezzi di rilevazione del livello del liquido 11 comprendono rilevatori scelti nel gruppo comprendente rilevatori a galleggiante, rilevatori a galleggiante di tipo magnetico, rilevatori a ultrasuoni, rilevatori meccanici muniti di microinterruttori. Preferably, said liquid level detection means 11 comprise detectors selected from the group comprising float detectors, magnetic float detectors, ultrasound detectors, mechanical detectors equipped with microswitches.

Detta camera d'aria 12 puÃ² essere realizzata in materiali siliconici, come ad esempio l'NBR, l'EPDM o anche il silicone per uso alimentare, oppure da polimeri o elastomeri di origine organica oppure in metallo inossidabile atto ad assumere un volume ed una forma variabile e puÃ² essere di diverse dimensioni e capacitÃ in modo da garantire l'applicazione su contenitori e serbatoi di ogni tipo e volume. Said air chamber 12 can be made of silicone materials, such as for example NBR, EPDM or even silicone for food use, or from polymers or elastomers of organic origin or in stainless metal able to assume a volume and a variable shape and can be of different sizes and capacities in order to guarantee the application on containers and tanks of all types and volumes.

In riferimento alle figure allegate, detti mezzi di gonfiaggio associati a detta camera d'aria 12 comprendono a loro volta: mezzi di generazione di aria compressa o di gas tecnico compresso da qui in avanti indicati come mezzi di generazione di aria compressa 30 - quali, ad esempio, un compressore - o opportuni mezzi di collegamento a circuiti ad aria compressa o di gas tecnico compresso preesistenti; un condotto di collegamento tra detta camera d'aria 12 e detti mezzi di generazione di aria compressa 30; opportuni mezzi di regolazione del passaggio di flusso all'Interno di detto condotto. Vantaggiosamente, un serbatoio d'aria 34 puÃ² essere previsto lungo detto condotto di collegamento, a valle di detti mezzi di generazione di aria compressa 30 e a monte di mezzi di regolazione del passaggio di flusso all'interno di detto condotto. With reference to the attached figures, said inflation means associated with said air chamber 12 in turn comprise: means for generating compressed air or compressed technical gas hereinafter referred to as means for generating compressed air 30 - such as, for example, a compressor - or suitable means for connecting to pre-existing compressed air or compressed technical gas circuits; a connection duct between said air chamber 12 and said compressed air generation means 30; suitable means for regulating the flow passage inside said duct. Advantageously, an air reservoir 34 can be provided along said connection duct, downstream of said compressed air generation means 30 and upstream of means for regulating the flow passage inside said duct.

Detti mezzi di sgonfiaggio associati a detta camera d'aria 12 comprendono a loro volta: un condotto di sfiato associato a detta camera d'aria 12 e opportuni mezzi di regolazione del passaggio di flusso all'interno di detto condotto di sfiato. Vantaggiosamente detto condotto di sfiato puÃ² essere ulteriormente collegato ad un polmone di scarico aria 35. Said deflation means associated with said air chamber 12 in turn comprise: a vent duct associated with said air chamber 12 and suitable means for regulating the flow passage inside said vent duct. Advantageously, said vent duct can be further connected to an air discharge lung 35.

Detti mezzi di regolazione del passaggio di flusso all'interno di detto condotto di collegamento comprendono preferibilmente una valvola sferica 16 preferibilmente associata a detto serbatoio 10, una prima valvola controllata 14 associata a detto condotto di collegamento tra detta camera d'aria 12 e detti mezzi di generazione di aria compressa 30, mentre detti opportuni mezzi di regolazione del passaggio di flusso all'interno di detto condotto di sfiato comprendono una seconda valvola controllata 13 associata a detto condotto di sfiato. Said means for regulating the flow passage inside said connection duct preferably comprise a spherical valve 16 preferably associated with said tank 10, a first controlled valve 14 associated with said connection duct between said air chamber 12 and said means compressed air generation 30, while said suitable means for regulating the flow passage inside said vent duct comprise a second controlled valve 13 associated with said vent duct.

Detti mezzi di controllo associati a detti mezzi di rilevazione del livello del liquido 11 e a detti mezzi di gonfiaggio e sgonfiaggio comprendono preferibilmente: un primo attuatore 31 associato a detta prima valvola controllata 14, un secondo attuatore 32 associato a detta seconda valvola controllata 13, un sensore di pressione 33, associato a detta camera d'aria 12 e un dispositivo di controllo 15 associato a detti mezzi di rilevazione del livello del liquido 11 , a detto primo e a detto secondo attuatore 31 , 32 a detto sensore di pressione 33 e a detti mezzi di generazione di aria compressa 30. Detto dispositivo di controllo 15 -preferibilmente basato su architettura a microprocessore ed eventualmente realizzato tramite un personal computer equipaggiato con un opportuno programma di controllo - Ã ̈ atto ad acquisire le letture provenienti da detti mezzi di rilevazione del livello del liquido 11 (relative al livello del liquido presente in detto contenitore 10), da detto sensore di pressione 33 (relative alla pressione di gonfiaggio di detta camera d'aria 12) e da detti mezzi di generazione di aria compressa 30 (relative alla pressione erogata da detti mezzi di generazione di aria compressa 30) e a generare i segnali di controllo per detto primo e detto secondo attuatore 31 , 32 ed, eventualmente, per detti mezzi di generazione di aria compressa 30. Said control means associated with said liquid level detection means 11 and said inflation and deflation means preferably comprise: a first actuator 31 associated with said first controlled valve 14, a second actuator 32 associated with said second controlled valve 13, a pressure sensor 33, associated with said air chamber 12 and a control device 15 associated with said liquid level detection means 11, with said first and said second actuator 31, 32 with said pressure sensor 33 and with said means of compressed air generation 30. Said control device 15 - preferably based on a microprocessor architecture and possibly realized by means of a personal computer equipped with an appropriate control program - is able to acquire the readings coming from said means for detecting the level of the liquid 11 (relating to the level of the liquid present in said container 10), from said sensor pressure 33 (relative to the inflation pressure of said air chamber 12) and by said compressed air generation means 30 (relative to the pressure delivered by said compressed air generation means 30) and to generate the control signals for said first and said second actuator 31, 32 and, optionally, for said compressed air generation means 30.

Il funzionamento dell'apparato secondo la presente invenzione Ã ̈ semplice: detto dispositivo di controllo 15 provvede a leggere ed interpretare i dati trasmessi da detti mezzi di rilevazione del livello del liquido 11, da detto sensore di pressione 33 e da detti mezzi di generazione di aria compressa 30 e a pilotare di conseguenza, tramite opportuni segnali di pilotaggio, detto primo e detto secondo attuatore 31 , 32 ed, eventualmente, detti mezzi di generazione di aria compressa 30, in modo tale da favorire il gonfiaggio o lo sgonfiaggio di detta camera d'aria 12 variandone di conseguenza il volume e facendo sÃ¬ che il livello del liquido all'interno del serbatoio 10 sia sempre quello desiderato. The operation of the apparatus according to the present invention is simple: said control device 15 reads and interprets the data transmitted by said liquid level detection means 11, by said pressure sensor 33 and by said means for generating compressed air 30 and to consequently drive, by means of suitable piloting signals, said first and said second actuator 31, 32 and, possibly, said compressed air generation means 30, in such a way as to facilitate the inflation or deflation of said chamber air 12 consequently varying its volume and making sure that the level of the liquid inside the tank 10 is always the desired one.

L'apparato secondo la presente invenzione puÃ² essere inserito all'interno di qualsiasi contenitore o serbatoio tramite un sistema di installazione fissa, oppure puÃ² essere installato con un sistema mobile, dall'esterno, attraverso una valvola o un'apertura presente nel contenitore stesso. The apparatus according to the present invention can be inserted inside any container or tank through a fixed installation system, or it can be installed with a mobile system, from the outside, through a valve or an opening present in the container itself.

Vantaggiosamente, l'apparato secondo la presente invenzione puÃ² essere usato in tutte quelle applicazioni e quei processi dove sia richiesta una variazione programmata del livello del serbatoio come nel caso di vinificazione in rosso. Advantageously, the apparatus according to the present invention can be used in all those applications and processes where a programmed variation of the tank level is required, such as in the case of red wine making.

In riferimento alla Fig. 4 allegata, inoltre, l'apparato secondo la presente invenzione, se usato in abbinamento a speciali crociere 40, puÃ² essere impiegato per realizzare processi di delestage parziale favorendo la disgregazione del cappello di vinaccia. Dette speciali crociere 40 sono realizzate da strutture aventi perimetro e dimensioni compatibili con il contenitore in cui devono essere introdotte e sono realizzate da una corona esterna 41 e da almeno una traversa 42 e vengono inserite nel contenitore 10 in oggetto in modo da rompere in varie parti detto cappello di vinaccia. Furthermore, with reference to the attached Fig. 4, the apparatus according to the present invention, if used in combination with special cruises 40, can be used to carry out partial delestage processes favoring the disintegration of the marc cap. Said special crossbeams 40 are made from structures having a perimeter and dimensions compatible with the container into which they are to be inserted and are made from an external crown 41 and at least one crosspiece 42 and are inserted into the container 10 in question so as to break into various parts. called pomace cap.

L'apparato secondo la presente invenzione puÃ² essere impiegato in presenza di liquidi alimentari e non, in presenza di liquidi non in pressione (tranquilli o fermi) e in pressione oppure ancora in presenza di liquidi resi frizzanti o gassati dal gas in essi disciolto. The apparatus according to the present invention can be used in the presence of food and non-food liquids, in the presence of liquids not under pressure (still or still) and under pressure or in the presence of liquids made sparkling or carbonated by the gas dissolved in them.

Claims

CLAIMS 1. Automatic apparatus for checking the filling level of containers and tanks comprising a tank (10); means for detecting the level of the liquid (11) inside said tank; an air chamber (12) placed inside said tank (10) and able to be inflated so as to vary the occupied volume; inflation and deflation means associated with said air chamber (12); control means associated with said liquid level detection means and with said inflation and deflation means.

2. Apparatus according to claim 1 characterized in that said inflation means associated with said air chamber (12) comprise: means for generating compressed air (30); a connection duct between said air chamber (12) and said compressed air generation means (30); suitable means for regulating the flow passage inside said conduit.

3. Apparatus according to claims 1 - 2 characterized in that said deflation means associated with said air chamber 12 in turn comprise: a vent duct associated with said air chamber 12 and suitable means for regulating the passage of flow inside said vent duct.

4. Apparatus according to claims 2 - 3 characterized in that said compressed air generation means (30) comprise a compressor.

5. Apparatus according to claims 2 - 3 characterized in that said compressed air generation means (30) comprise suitable means for connection to pre-existing compressed air circuits.

6. Apparatus according to claims 2 - 5 characterized in that said connection duct comprises an air reservoir (34) positioned downstream of said compressed air generation means (30) and upstream of means for regulating the flow passage inside said duct.

7. Apparatus according to claims 3 - 6 characterized in that said vent duct is further connected to an air discharge lung (35).

8. Apparatus according to claims 2 - 7 characterized in that said means for regulating the flow passage inside said connecting duct comprise a spherical valve (16) associated with said tank (10), a first controlled valve (14 ) associated with said connection duct between said air chamber (12) and said compressed air generation means (30).

9. Apparatus according to claims 3 - 8 characterized in that said suitable means for regulating the flow passage inside said vent duct comprise a second controlled valve (13) associated with said vent duct.

10. Apparatus according to claims 8 - 9 characterized in that said control means associated with said liquid level detection means (11) and said inflation and deflation means comprise: a first actuator (31) associated with said first valve controlled valve (14), a second actuator (32) associated with said second controlled valve (13), a pressure sensor (33), associated with said air chamber (12) and a control device (15) associated with said liquid level detection means (11), to said first and second actuators (31, 32) and to said pressure sensor (33) and adapted to acquire the readings coming from said liquid level detection means ( 11) and from said pressure sensor (33) and to generate the control signals for said first and said second actuators (31, 32).

11. Apparatus according to claim 10 characterized in that said control device (15) is further associated with said compressed air generation means (30) and is further adapted to acquire the readings from said air generation means compressed air (30) and to generate the control signals for said compressed air generation means (30).

12. Apparatus according to claims 10 - 11 characterized in that said control device (15) comprises a microprocessor architecture.

13. Apparatus according to claims 10 - 12 characterized in that said control device (15) comprises a personal computer equipped with a suitable control program.

14. Apparatus according to claims 1 - 13 characterized by the fact that said liquid level detection means (11) comprise detectors selected from the group comprising float detectors, magnetic float detectors, ultrasonic detectors, mechanical detectors equipped with microswitches .

15. Apparatus according to claims 1 - 14 characterized by the fact that said air chamber (12) is made of materials selected from the group comprising: NBR, EPDM, silicone for food use, polymers and elastomers of origin organic, stainless metal suitable to allow said air chamber (12) to assume a variable volume and shape.

16. Apparatus according to claims 1 - 15 characterized in that said container (10) comprises a cross (40).

17. Apparatus according to claim 16 characterized in that said cross (40) comprises a structure having a perimeter and dimensions compatible with said container (10) and further comprises an external crown (41) and at least one cross member (42).