ITPD20090075A1 - Gruppo valvola per macchina riempitrice isobarica di contenitori con liquidi - Google Patents

Description

GRUPPO VALVOLA PER MACCHINA RIEMPITRICE ISOBARICA DI CONTENITORI CON LIQUIDI

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad gruppo valvola per macchina riempitrice isobarica di contenitori con liquidi, secondo il preambolo della rivendicazione principale.

Il gruppo valvola di cui trattasi à ̈ destinato ad essere impiegato nel settore degli impianti di imbottigliamento industriali, su una macchina riempitrice isobarica per riempire contenitori, quali bottiglie, con liquidi in pressione in particolare di tipo alimentare, quali vini gassificati e non, spumanti, acque minerali, eccetera.

Più in dettaglio, le macchine isobariche sono provviste di una struttura di supporto su cui à ̈ girevolmente montata una giostra rotante (o torretta) che supporta un serbatoio di contenimento del liquido da imbottigliare, al di sotto del quale sono fissati una pluralità di gruppi valvola di riempimento.

I contenitori sollevati da opportuni piattelli vengono associati ai singoli gruppi valvola per essere riempiti fino al livello desiderato durante la corsa operativa attorno alla giostra.

Allo scopo, ciascun gruppo valvola à ̈ dotato di un condotto tubolare, il quale à ̈ intercettato da una valvola (otturatore), che regola l'afflusso di liquido, per esempio vino, dal serbatoio al sottostante contenitore generalmente costituito da una bottiglia disposta coassialmente al di sotto del gruppo valvola.

All’interno del condotto tubolare à ̈ montata coassialmente una cannula di compensazione attraverso la quale ritornano i gas o l’aria presenti nel contenitore. L’afflusso di liquido nel contenitore avviene una volta che la pressione in quest’ultimo si à ̈ portata alla pressione del serbatoio. Durante la fase di riempimento l’aria presente nel contenitore esce attraverso la cannula di compensazione o da un foro laterale. Una volta terminata la fase di riempimento del contenitore, ad esempio attraverso il comando della chiusura della valvola di passaggio liquido, la cannula di compensazione à ̈ movimentata ad entrare per un tratto entro la bottiglia fino al livello di liquido che desidera impostare. A questo punto, un flusso controllato di gas inerte viene inviato nel contenitore per determinare la risalita del liquido attraverso la cannula di compensazione, determinando l’autolivello nel contenitore. Il contenitore viene quindi riportato alla pressione ambiente attraverso almeno un condotto di sgasatura e relativa valvola di comando.

Ulteriormente alcune macchine isobarche di tipo noto prevedono una o più fasi di evacuazione dell’aria presente in bottiglia per ridurre la presenza di ossigeno e quindi i rischi di ossidazione della bevanda.

Pertanto, le macchine isobariche oggi presenti sul mercato dispongono di una pluralità di valvole e di attuatori atti a comandare, secondo cicli operativi prefissati, l’adduzione del liquido nei contenitori ovvero il controllo dei gas verso e dal contenitore.

Ad esempio, tipicamente una macchina isobarica automatica potrà essere provvista di una valvola gas per il controllo del vuoto, di una valvola gas per portare la pressione nel contenitore alla pressione del serbatoio, di una valvola gas per comandare l’adduzione di gas inerte nel contenitore per definire il livello di liquido, di una valvola di passaggio del liquido per il controllo del condotto di adduzione del liquido nel contenitore nonché di un primo attuatore per comandare la discesa della cannula di compensazione ed al contempo la chiusura e l’apertura della valvola di passaggio del liquido, ed un secondo attuatore per comandare la chiusura e l’apertura della cannula di compensazione onde evitare di annullare la pressione nel serbatoio durante la sgasatura o in assenza di contenitore.

Lo stato dell’arte delle macchine riempitrici isobariche prevede una ampia possibilità di controllo delle operazioni di un ciclo di riempimento (realizzazione del vuoto, riempimento, autolivello, sgasatura) tramite regolazione dei tempi di funzionamento delle valvole e degli attuatori, permettendo di ottimizzare le singole operazioni in funzione sia della velocità della riempitrice sia della tipologia del prodotto da imbottigliare.

A riguardo, à ̈ particolarmente sentita nel settore di riferimento l’esigenza di controllare con regolazione precisa il livello di liquido all’interno del contenitore. Attualmente, la valvola di intercettazione del liquido si apre in modo automatico vincendo la forza di resistenza di una molla quando la pressione nel contenitore raggiunge la pressione del serbatoio. Dopo di che, terminata la fase di riempimento, la stessa valvola di intercettazione viene forzata in chiusura dalla discesa della cannula di compensazione comandata dal primo attuatore, che durante un primo tratto di discesa vince la resistenza della molla portando nuovamente in chiusura la valvola e durante un successivo ed ulteriore tratto di discesa porta la cannula di compensazione alla profondità desiderata nel contenitore per realizzare il livellamento del liquido.

Per consentire l’apertura della valvola di intercettazione nel successivo ciclo di riempimento, la cannula di compensazione deve risalire completamente mossa dal primo attuatore poiché anche una piccola pressione sulla valvola di intercettazione non ne consentirebbe più l’apertura.

La corsa della cannula di compensazione nella attuali macchine isobariche à ̈ al più di 40-45 mm e tiene conto dei diversi possibili formati dei contenitori. Allo scopo, à ̈ previsto un anello di regolazione che funge da riscontro per la regolazione del livello di penetrazione della cannula di compensazione nel contenitore.

L’apertura della valvola di intercettazione del liquido à ̈ ottenuta con la parte finale della corsa di risalita della cannula di compensazione.

Dato che ovviamente ad ogni ciclo à ̈ necessario aprire la valvola di intercettazione del liquido per riempire il sottostante contenitore, à ̈ al contempo parimenti necessario per ogni ciclo sollevare completamente la cannula di compensazione facendole percorrere l’intera corsa all’interno rispetto alla valvola di intercettazione. Quest’ultima à ̈ ottenuta solitamente con un otturatore tubolare, il quale à ̈ delimitato esternamente da un manicotto con cui definisce una condotta di adduzione del flusso di liquido dal serbatoio al contenitore. All’interno dell’otturatore tubolare à ̈ coassialmente inserita la cannula di compensazione sulla quale mediante due o più guarnizioni à ̈ prevista una tenuta idraulica per evitare che durante le operazioni di livellamento del liquido la sovrapressione nel contenitore rispetto al serbatoio trovi sfogo passando tra la cannula di compensazione e l’otturatore tubolare.

Durante la sua ciclica discesa, la cannula di compensazione à ̈ accompagnata nel primo tratto dall’otturatore tubolare fino a portarlo a chiudere il condotto di adduzione del liquido e, per il restante tratto, di gran lunga preponderante rispetto al primo ed estendentesi per tenere conto delle diverse possibili regolazioni di livello anche di 40 mm, scorre rispetto alla cannula di compensazione determinando, nelle attuali macchine isobariche presenti sul mercato del tipo sopra descritto, una rapida usura e deterioramento delle guarnizioni di tenuta.

L’usura che si riscontra con corse di regolazioni di 40 mm impedisce di pensare di ampliare tale corsa per consentire regolazioni di livello nel contenitore entro intervalli più ampi.

Inoltre, le macchine riempitrici isobariche oggi presenti sul mercato condizionano la chiusura della valvola di intercettazione alla discesa della cannula di compensazione, il che limita le possibilità operative della macchina.

In questa situazione, il problema alla base della presente invenzione à ̈ quello di ovviare agli inconvenienti manifestati dalla tecnica fino ad oggi nota, mettendo a disposizione un gruppo valvola per macchina riempitrice isobarica di contenitori con liquidi, la quale comporti, entro certi limiti, una migliorata durata delle guarnizioni di tenuta interposte tra cannula di compensazione e l’otturatore di chiusura della condotta di adduzione del liquido dal serbatoio al contenitore.

Ulteriore scopo del presente trovato à ̈ quello di mettere a disposizione un gruppo valvola, il quale consenta di effettuare una regolazione molto ampia del livello del liquido nel contenitore.

Ulteriore scopo del presente trovato à ̈ quello di mettere a disposizione un gruppo valvola, il quale consenta di comandare la chiusura della valvola di intercettazione del liquido dal serbatoio al contenitore indipendentemente dalla discesa della cannula di compensazione.

Ulteriore scopo del presente trovato à ̈ quello di mettere a disposizione un gruppo valvola, il quale sia costruttivamente semplice ed operativamente del tutto affidabile.

Questi scopi ed altri ancora, vengono tutti raggiunti da un gruppo valvola per macchina riempitrice isobarica di contenitori con liquidi, il quale comprende: una struttura di supporto destinata ad essere fissata perifericamente al di sotto di un serbatoio della macchina riempitrice isobarica; una condotta di adduzione predisposta sulla struttura di supporto in comunicazione con il serbatoio per convogliare il liquido in esso contenuto ad un sottostante contenitore; un otturatore tubolare montato coassialmente entro la condotta di adduzione suscettibile di essere sottoposto alla differenza di pressioni tra il serbatoio ed il contenitore, movimentabile tra almeno una posizione di apertura, in cui à ̈ sollevato dalla condotta di adduzione consentendo il passaggio del liquido verso il contenitore, ed una posizione di chiusura, in cui à ̈ a contatto con la condotta di adduzione ostruendo il passaggio del liquido; una prima molla agente sull’otturatore tubolare sospingendolo verso la posizione di apertura con una forza di reazione suscettibile di essere vinta dalla differenza di pressioni in assenza del contenitore; una cannula di compensazione montata coassialmente a tenuta entro l’otturatore tubolare, suscettibile di ricevere un fluido in uscita dal contenitore, movimentabile ciclicamente tra una posizione sollevata, ed una posizione abbassata, in cui à ̈ inserita con l’estremità inferiore aperta entro il contenitore ad una quota prestabilita di definizione del livello di liquido al suo interno.

Tale gruppo valvola si caratterizza in particolare per il fatto di comprendere inoltre mezzi di regolazione del livello di liquido nel contenitore comprendenti: primi mezzi attuatori solidali ad una base di supporto, i quali agiscono sulla cannula di compensazione movimentandola ciclicamente tra la posizione sollevata e la posizione abbassata, in cui effettua, alla quota prestabilita raggiunta dall’estremità inferiore aperta della cannula di compensazione, un livellamento del liquido mediante insufflaggio di gas entro il contenitore con conseguente passaggio di liquido entro la cannula di compensazione; secondi mezzi attuatori agenti sulla base di supporto per movimentarla verticalmente in modo controllato tra altezze differenti corrispondenti a differenti quote prestabilite di definizione del livello della estremità inferiore aperta della cannula di compensazione; terzi mezzi attuatori agenti sull’otturatore tubolare per spostarlo selettivamente tra la posizione di apertura e la posizione di chiusura.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa in cui:

- la figura 1 mostra una vista schematica in pianta di una macchina riempitrice isobarica su cui sono montati gruppi valvola oggetto della presente invenzione; - la figura 2 mostra una vista prospettica della macchina riempitrice isobarica di figura 1;

- la figura 3 mostra una vista laterale di un gruppo valvola della macchina riempitrice isobarica di figura 1;

- la figura 4 mostra una vista in sezione effettuata lungo la traccia III-III di figura 3.

Conformemente alle figure dei disegni allegati, à ̈ stato indicato nel suo complesso con 1 un gruppo valvola oggetto della presente invenzione, il quale à ̈ destinato ad essere montato, insieme ad una pluralità di altri gruppi valvola del tutto analoghi, su di una giostra o torretta rotante 2 di una macchina riempitrice isobarica 3 per riempire contenitori 4 con un liquido gassato.

La macchina riempitrice isobarica può essere inserita all’interno di un impianto di imbottigliamento, il quale comprende in modo di per sé del tutto tradizionale solitamente una macchina sciacquatrice ed almeno una macchina tappatrice montate rispettivamente a monte ed a valle della macchina riempitrice isobarica 3 alle quali quest’ultima à ̈ operativamente connessa mediante coclee 40, stelle ad alveoli 50 o nastri trasportatori per il trasporto dei contenitori 4.

Ciascun gruppo valvola 1 Ã ̈ dotato di una struttura di supporto 5 destinata ad essere fissata perifericamente a tenuta al di sotto di un serbatoio 6 della macchina riempitrice isobarica 3.

Su tale struttura di supporto 5 sono montate una valvola di consenso 7 e due valvole di sgasatura 8, 9 (ovvero una sola valvola di sgasatura) che verranno meglio descritte nel seguito.

Entro la struttura di supporto 5 Ã ̈ ricavata con un manicotto 10 una condotta di adduzione del liquido 11, la quale mette idraulicamente in comunicazione il serbatoio 6 al sottostante contenitore 4 per convogliarvi dentro il liquido contenuto nel serbatoio 6, ad una pressione superiore a quella atmosferica, allo scopo di mantenere il gas disciolto al suo interno.

La condotta di adduzione 11 termina inferiormente dopo un restringimento 12 del manicotto 10 con un becco 13, nel quale sono perifericamente ricavati, attorno alla condotta tubolare 11, fori di collegamento alla valvola di consenso 7 ed alle valvole di sgasatura 8, 9.

Sulla faccia inferiore del becco 13 Ã ̈ destinato ad andare a tenuta un cono centratore 14 internamente al quale fa presa la bocca del contenitore 4 sollevato da piattelli di supporto (non rappresentati) ad alzarsi verso il gruppo valvola 1.

La condotta di adduzione 11 prosegue attraverso un foro 15 ricavato sul fondo 16 del serbatoio 6, fino a spingersi verticalmente all’interno di quest’ultimo, mediante un canotto di guida 17 fissato allo stesso fondo 16 e provvisto di ampie aperture laterali per l’afflusso del liquido del serbatoio 6 al suo interno. Preferibilmente, nel canotto di guida 17, vantaggiosamente appena sopra al restringimento 12, à ̈ posizionato un filtro meccanico per evitare di introdurre nelle valvole eventuali corpi estranei.

Internamente alla condotta di adduzione 11, à ̈ concentricamente montato sopra al restringimento 12, un otturatore tubolare 18, il quale à ̈ sottoposto alla differenza di pressioni tra il serbatoio 6 ed il contenitore 4. Tale otturatore tubolare 18 à ̈ suscettibile di fare tenuta sulla superficie del restringimento 12 della condotta di adduzione 11, mediante una sua porzione allargata 19, di forma affusolata, provvista perifericamente di una guarnizione di appoggio 20, in grado di appoggiarsi a tenuta sulla superficie interna del manicotto 10 chiudendo la condotta di adduzione 11. Funzionalmente, l’otturatore tubolare 18 viene movimentato, come specificato nel seguito, tra una posizione di apertura, in cui presenta la sua porzione allargata 19 disposta sollevata dalla condotta di adduzione 11 per consentire il passaggio del liquido verso il contenitore 4, ed una posizione di chiusura, in cui fa tenuta con la sua porzione allargata 19 sulla condotta di adduzione 11 ostruendo il passaggio del liquido verso il contenitore 4.

Una prima molla 21 à ̈ montata coassialmente attorno all’otturatore tubolare 18 ed à ̈ interposta tra un primo disco di riscontro 22, fissato circonferenzialmente in sporgenza a detto otturatore tubolare 18, ed un primo spallamento 23, predisposto anularmente sul canotto di guida 17.

Tale prima molla 21 à ̈ precaricata per agire verticalmente sull’otturatore tubolare 18 nel verso di sospingerlo verso la posizione di apertura ovvero con la sua porzione allargata 19 in allontanamento dalla superficie del restringimento 12 della condotta di adduzione 11.

Quando il contenitore 4 addossato al cono centratore 14 non à ̈ ancora stato portato alla pressione del serbatoio 6 (condizione isobarica di riempimento) la differenza di pressioni a cui à ̈ soggetto l’otturatore tubolare 18 vince la forza della prima molla 21 mantenendo in posizione di chiusura l’otturatore tubolare 18 sul condotto di adduzione 11.

Non appena la pressione nel contenitore 4 viene portata alla pressione del serbatoio 6, le forze di pressione sull’otturatore tubolare 18 si compensano e quest’ultimo, soggetto unicamente alla forza elastica di richiamo della prima molla 21, si apre istantaneamente consentendo il passaggio del liquido nella condotta di adduzione 11 e quindi nel serbatoio 6.

Più in dettaglio, ciascun gruppo valvola 1 della macchina riempitrice isobarica 3 comprende, in modo di per sé già noto ad un tecnico del settore e per questo non illustrato in dettaglio, una valvola di intercettazione di un circuito del vuoto 24 destinata ad aspirare tutta l’aria dal contenitore 4 non appena questo à ̈ portato dal piattello di supporto con il cono centratore 14 in tenuta sul becco 13 della condotta di adduzione 11. Vantaggiosamente, per velocizzare le diverse operazioni del ciclo di riempimento, la valvola di consenso 7, disposta in prossimità del contenitore 5, à ̈ sempre sottoposta in anticipo all’azione dei diversi fluidi operativi onde evitare di dover attendere il tempo necessario per portare in pressione un lungo tratto di condotta del circuito operativo selezionato, prima di ottenere il risultato desiderato nel contenitore 5.

Una volta aspirata l’aria dal contenitore 5, quest’ultimo à ̈ messo in comunicazione con una valvola del circuito isobarico 25, cioà ̈ con la valvola destinata a portare il contenitore alla pressione del serbatoio 6 facendovi affluire l’aria del serbatoio 6 medesimo ovvero un gas inerte.

A questo punto, come spiegato in precedenza, l’otturatore tubolare 18 si sposta in posizione di apertura, ed il liquido fluisce dal serbatoio 6 al contenitore 5 essendo prevista una cannula di compensazione 26 per il ritorno dell’aria dal contenitore 4 al serbatoio 6.

Più in dettaglio, ciascun gruppo valvola 1, à ̈ infatti provvisto di una cannula di compensazione 26, la quale à ̈ montata coassialmente a tenuta con almeno due guarnizioni 27 e 28 internamente all’otturatore tubolare 18.

La cannula di compensazione 26 consente durante la fase di riempimento del contenitore 4 di evacuare l’aria contenuta all’interno di quest’ultimo onde evitare il formarsi di una contropressione che si opponga alla discesa del liquido, nonché di evacuare il liquido in eccesso durante la successiva fase di definizione del livello di liquido nel contenitore 4.

Funzionalmente, la suddetta cannula di compensazione 26 à ̈ movimentabile ciclicamente scorrevolmente entro l’otturatore tubolare 18 tra una posizione sollevata, in cui consente la corretta realizzazione della fase di sgasatura, ed una posizione abbassata in cui à ̈ inserita per almeno un tratto inferiore entro il contenitore 4 con l’estremità inferiore aperta 29 posta ad una quota prestabilita di definizione del livello di liquido al suo interno.

La cannula di compensazione 26 à ̈ interrotta da una valvola 360 che la suddivide in un tratto inferiore 26’ di passaggio dei fluidi, ed in un tratto superiore 26’’ per comandare lo spostamento della cannula di compensazione 26 medesima.

Il tratto inferiore 26’ termina superiormente con una bocca 270 che à ̈ in comunicazione con l’interno del serbatoio 6. La cannula di compensazione 26 prosegue verso l’alto oltre la valvola 360 con il tratto superiore 26’’ costituito da un albero verticale cavo al cui interno à ̈ scorrevolmente inserita un’asta di comando 41. Quest’ultima, come verrà chiarito nel seguito, à ̈ suscettibile di aprire e chiudere la bocca della cannula di compensazione 26.

Più in dettaglio, sul tratto inferiore 26’ della cannula di compensazione 26 in corrispondenza della sua bocca 270 à ̈ montato fisso un bicchiere 260 (ad esempio per saldatura) il quale fa da riscontro per una seconda molla 261 che agisce su un otturatore 262 mobile avente forma di tazza capovolta verso il basso, per mantenerlo normalmente sollevato sulla bocca 270 della cannula di compensazione 26. Il bicchiere 260 à ̈ quindi fissato, ad esempio con aggancio a baionetta 264, alla estremità inferiore del tratto superiore 26’’ (albero cavo di comando) della cannula di compensazione 26. La movimentazione in sollevamento ed in abbassamento del tratto superiore 26’’ della cannula 26 determina il conseguente abbassamento ed innalzamento anche del tratto inferiore 26’ senza modificare la posizione dell’otturatore 262.

Secondo l’idea alla base della presente invenzione sono previsti mezzi di regolazione del livello di liquido per effettuare il livellamento del liquido nei contenitori 4 ad una quota che può essere opportunamente regolata.

Tali mezzi di regolazione comprendono, allo scopo, primi mezzi attuatori 30, i quali sono fissati solidalmente ad una base di supporto 31 ed agiscono sulla cannula di compensazione 26, e più precisamente sul tratto superiore 26’’ della cannula di compensazione 26 costituito da un albero cavo di comando, movimentandola ad ogni ciclo di riempimento di un contenitore 4, tra le suddette posizione sollevata per consentire di effettuare correttamente la sgasatura, e posizione abbassata per determinare il livello di liquido prestabilito nel contenitore 4.

Più in dettaglio, quando la cannula di compensazione 26 à ̈ in posizione abbassata con l’estremità inferiore aperta 29 che ha raggiunto la quota di livello prestabilito, ha luogo un livellamento del liquido a tale quota (fase di compensazione) mediante insufflaggio di gas inerte entro il contenitore 4 attraverso una valvola di un circuito di autolivello 42, ed il conseguente passaggio di liquido attraverso la cannula di compensazione 26 fino a ritornare dentro al serbatoio 6.

La cannula di compensazione 26 à ̈ normalmente in posizione sollevata ed à ̈ spostata in giù, nella posizione abbassata, per la suddetta fase di compensazione volta a definire il livello prestabilito di liquido nella bottiglia.

Durante la sgasatura à ̈ invece importante che la cannula di compensazione 26 sia sollevata, ad esempio preferibilmente di 15 mm, sopra al pelo del liquido. Infatti, se la cannula di compensazione 26 sfiorasse il pelo del liquido, rimarrebbe al suo interno gas in pressione che provocherebbe durante la fase di sgasatura, delle forti perturbazioni del liquido con colpi di pressione che à ̈ invece importante evitare. Ovviamente, in caso di liquidi non gassati la cannula di compensazione 26 potrebbe rimanere nella posizione abbassata onde evitare un inutile usura delle guarnizioni con il movimento ciclico di salita e discesa della stessa cannula di compensazione 26.

Per variare la quota di livello prestabilita, i mezzi di regolazione comprendono ulteriormente secondi mezzi attuatori 32, i quali agiscono sulla base di supporto 31 movimentandola verticalmente in modo controllato tra altezze differenti corrispondenti a differenti quote di livello della estremità inferiore aperta 29 della cannula di compensazione 26.

In accordo con una caratteristica peculiare della presente invenzione, l’otturatore tubolare 18 à ̈ movimentato in modo a sé stante tra la posizione sollevata e quella abbassata da terzi mezzi attuatori 33.

In accordo con la presente invenzione la chiusura e l’apertura della condotta di adduzione 11 mediante l’otturatore tubolare 18 non dipendono più meccanicamente, come nei gruppi valvola di tipo fin’ora noto, della movimentazione della cannula di compensazione 26, rendendo così possibile suddividere liberamente lo spostamento della cannula di compensazione 26 nelle due diverse corse, di cui una corsa ciclica da effettuare ad ogni riempimento di un contenitore 4, ad esempio dell’ordine di 10 mm, per portare l’estremità inferiore aperta 29 sempre ad una medesima quota di livello prestabilita, ed una corsa di registrazione per impostare il livello all’inizio del funzionamento della macchina riempitrice 3 ovvero ad esempio in concomitanza di ogni cambio formato dei contenitori 4. La corsa di registrazione potrà estendersi, in accordo con il gruppo valvola oggetto della presente invenzione, in assenza delle limitazioni proprie dei gruppi valvola fino ad ora noti, fino anche ad 80 mm. In accordo con la forma realizzativa preferenziale illustrata nelle allegate figure, i terzi mezzi attuatori 33 sono costituiti da un primo cilindro pneumatico, il quale à ̈ coassialmente attraversato dal tratto superiore 26’’ della cannula di compensazione nonché dall’asta di comando 41 di chiusura della valvola 360. Tale primo cilindro 33 à ̈ dotato di un primo disco di tenuta 34 il quale sospinge inferiormente, un telaio allungato 35 disposto attorno alla cannula di compensazione 26 e formato da alcune aste verticali ovvero da un tubo parzialmente aperto.

Il telaio allungato 35 si estende inferiormente fino al primo disco di riscontro 22 solidale con l’otturatore tubolare 18. Pertanto, il primo cilindro pneumatico 33 determina, secondo fasi operative prefissate comandate da una unità di controllo logico, la salita e la discesa dell’otturatore tubolare 18.

Più precisamente la risalita in apertura dell’otturatore tubolare 18 à ̈ garantita dalla prima molla 21 quando viene tolta l’alimentazione pneumatica al primo cilindro pneumatico 33 e le pressioni sull’otturatore tubolare 18 sono compensate.

A loro volta, i primi mezzi attuatori 30 sono costituiti da un secondo cilindro pneumatico a singolo effetto con molla di ritorno 400, il quale à ̈ dotato di un secondo disco di tenuta 70 fissato centralmente al tratto superiore 26’’ della cannula di compensazione 26.

In accordo con una diversa forma realizzativa non illustrata nelle allegate figure la risalita della cannula di compensazione 26, una volta terminata la fase di autolivello del liquido nel contenitore 4, à ̈ garantita da una terza molla quando viene tolta l’alimentazione pneumatica al secondo cilindro pneumatico 30.

Tale terza molla à ̈ montata coassialmente eternamente alla prima 21 ed à ̈ interposta tra un secondo disco di riscontro, fissato circonferenzialmente in sporgenza a detta cannula di compensazione 26, ed un secondo spallamento, predisposto anularmente sul canotto di guida 17.

Nel disco di riscontro sono ricavate delle aperture per il libero passaggio del telaio allungato 35.

Tale terza molla à ̈ precaricata per agire verticalmente sulla cannula di compensazione 26 nel verso di sospingerla verso la posizione ritratta con la sua estremità inferiore 29 preferibilmente al di fuori dal contenitore 4 onde evitare che durante l’operazione di riempimento possa rovinarsi in seguito allo scoppio di un contenitore ed evitare che durante le operazioni di sgasatura produca delle perturbazioni sul pelo libero del liquido.

I suddetti secondi mezzi attuatori 32 spostano la base di supporto 31 su cui à ̈ montato il secondo cilindro pneumatico 30 che movimenta la cannula di compensazione 26 mediante mezzi di trasmissione.

Questi ultimi sono dotati di un anello di regolazione 36 fissato alla base di supporto 31 di tutti i gruppi valvola 1, e movimentati ad esempio da uno o più attuatori lineari a vite trapezia. Più in dettaglio tale attuatore lineare à ̈ provvisto di una vite trapezia 37 la quale si impegna entro la cavità passante internamente filettata di una ruota dentata 38 condotta in rotazione da un motore 39.

Ciascun gruppo valvola comprende inoltre quarti mezzi attuatori 40 i quali sono montati sulla estremità superiore del tratto superiore 26’’ della cannula di compensazione 26 e sono atti ad aprirne e chiuderne la bocca secondo fasi operative prefissate.

Tali mezzi attuatori sono costituiti da un quarto cilindro pneumatico che muove un’asta di comando 41, la quale à ̈ suscettibile di scorrere entro l’albero cavo del tratto superiore 26’’ della cannula di compensazione 26 con il quale fa tenuta mediante una quarta guarnizione 263. L’asta di comando 41 scendendo va ad agire con la sua estremità inferiore sull’otturatore a tazza 262 della valvola 360 per spingerlo in chiusura contro la bocca 270 della cannula di compensazione 26. Il ritorno in apertura della bocca à ̈ garantito dalla seconda molla 261.

La chiusura della valvola 360 ad opera dell’asta di comando 41 ha luogo in assenza di contenitore, durante la sgasatura e durante la messa in pressione per evitare di togliere pressione al serbatoio 6.

Funzionalmente, riprendendo quanto descritto in precedenza, completata la fase di riempimento del contenitore 4, l’unità di controllo logico comanda la chiusura del condotto di adduzione 11 per mezzo dell’otturatore tubolare 18 che viene fatto scendere mediante il primo cilindro pneumatico 33 e la discesa della cannula di compensazione 26 mediante il secondo cilindro pneumatico 30 fino a portarne l’estremità inferiore aperta 29 alla quota prestabilita di definizione del livello del liquido all’interno del contenitore 4.

Opportunamente, la suddetta quota prestabilita di definizione del livello del liquido sarà stata registrata alla quota desiderata, in una precedete fase di impostazione della macchina, spostando la base di supporto 31 su cui à ̈ montato il secondo cilindro pneumatico 30 che movimenta la cannula di compensazione 26 mediante azionamento controllato del motore 39 per una corsa di registrazione che può anche essere di 80 mm.

A questo punto, in modo di per sé tradizionale, viene aperta la valvola di un circuito di auto livello 42 che comanda attraverso la valvola di consenso 7 l’afflusso di gas inerte entro il contenitore 4 facendo risalire il liquido in esso contenuto attraverso la cannula di compensazione 26 fino al raggiungimento della quota di livello prestabilita.

Terminata la fase di livellamento del liquido nel contenitore 4, l’unità di controllo logico comanda, attraverso il quarto cilindro 40, la chiusura della bocca superiore della cannula di compensazione 26 con il tappo otturatore 41, e attraverso il secondo cilindro pneumatico 30 la risalita della cannula di compensazione 26 nella posizione sollevata. Conseguentemente, l’unità di controllo comanda l’apertura in sequenza delle due valvole di sgasatura 8, 9 atte a portare la pressione del contenitore 4 prima ad una pressione intermedia e poi a quella dell’ambiente (ovvero direttamente alla pressione ambiente senza passaggio per una pressione intermedia).

Grazie al gruppo valvola 1 oggetto della presente invenzione la chiusura della condotta di adduzione 11 mediante l’otturatore tubolare 18 e la movimentazione della cannula di compensazione 26 sono comandate in maniera disgiunta comportando un limitato scorrimento tra le due parti meccaniche durante il normale ciclo di funzionamento ripetitivo del gruppo valvola 1. Ciò consente da una parte di evitare una eccessiva usura delle guarnizione di tenuta 27, 28 interposte tra la cannula di compensazione 26 e l’otturatore tubolare 18 e d’altra parte di aumentare notevolmente la corsa di registrazione per la definizione della quota di livello del liquido nei contenitori 4.

Vantaggiosamente, mediante i secondi mezzi attuatori 32 Ã ̈ possibile rialzare, durante la fase di sanificazione, la cannula di compensazione 26 in una posizione sollevata di risciacquo per consentire di lavare esternamente la cannula di compensazione 26.

Più in dettaglio, la cannula di compensazione 26 presenta nel suo tratto inferiore 26’ due restringimenti 150, 151, i quali quando la cannula 26, durante la fase di sanificazione, à ̈ sollevata nella prevista posizione di risciacquo, si posizionano in corrispondenza delle due guarnizioni di tenuta 27, 28 consentendo al fluido di passare tra la cannula 26 medesima e l’otturatore tubolare per realizzare una completa pulizia della superficie esterna della cannula 26. In accordo con la forma realizzativa illustrata nelle allegate figure, il tratto inferire 26’ della cannula di compensazione 26 presenta un allargamento di rinforzo a gradino a circa un terzo della sua estensione a partire dalla estremità inferiore aperta 290. Quando la cannula 26 à ̈ nella suddetta posizione sollevata di risciacquo (ad esempio corrispondente ad una extra corsa di 5mm oltre la corsa massima di regolazione di 70-80 mm dei secondi mezzi attuatori 32) la guarnizione indicata con 29 montata sul canotto di guida 17 e posta, durante il normale ciclo di riempimento della macchina, in corrispondenza del tratto superiore a maggiore diametro della cannula 26 si trova in corrispondenza del tratto inferiore a minor diametro della cannula 26, consentendo il passaggio del liquido e la sanificazione di tutta la cannula 26.

Il trovato così concepito raggiunge pertanto gli scopi prefissi.

Ovviamente, esso potrà assumere, nella sua realizzazione pratica anche forme e configurazioni diverse da quella sopra illustrata senza che, per questo, si esca dal presente ambito di protezione.

Inoltre, tutti i particolari potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti e le dimensioni, le forme ed i materiali impiegati potranno essere qualsiasi a seconda delle necessità.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo valvola per macchina riempitrice isobarica di contenitori con liquidi, il quale comprende: - una struttura di supporto destinata ad essere fissata perifericamente al di sotto di un serbatoio di detta macchina riempitrice isobarica; - una condotta di adduzione predisposta su detta struttura di supporto in comunicazione con detto serbatoio per convogliare il liquido in esso contenuto ad un sottostante contenitore; - un otturatore tubolare montato coassialmente entro detta condotta di adduzione suscettibile di essere sottoposto alla differenza di pressioni tra detto serbatoio e detto contenitore, movimentabile tra almeno una posizione di apertura, in cui à ̈ sollevato da detta condotta di adduzione consentendo il passaggio del liquido verso detto contenitore, ed una posizione di chiusura, in cui à ̈ a contatto con detta condotta di adduzione ostruendo il passaggio del liquido; - una cannula di compensazione montata coassialmente a tenuta entro detto otturatore tubolare, suscettibile di ricevere un fluido in uscita da detto contenitore, movimentabile ciclicamente tra una posizione sollevata, ed una posizione abbassata in cui à ̈ inserita con l’estremità inferiore aperta entro detto contenitore ad una quota prestabilita di definizione del livello di liquido al suo interno; caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di regolazione del livello di liquido in detto contenitore comprendenti: - primi mezzi attuatori solidali ad una base di supporto, i quali agiscono su detta cannula di compensazione movimentandola ciclicamente tra detta posizione sollevata e detta posizione abbassata, in cui effettua, alla quota prestabilita raggiunta da detta estremità inferiore aperta di detta cannula di compensazione, un livellamento del liquido mediante insufflaggio di gas entro detto contenitore con conseguente passaggio di liquido entro detta cannula di compensazione; - secondi mezzi attuatori agenti su detta base di supporto per movimentarla verticalmente in modo controllato tra altezze differenti corrispondenti a differenti quote prestabilite di definizione del livello della estremità inferiore aperta di detta cannula di compensazione; - terzi mezzi attuatori agenti su detto otturatore tubolare per spostarlo selettivamente tra detta posizione di apertura e detta posizione di chiusura.
2. 2. Gruppo valvola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti terzi mezzi attuatori sono fissati sopra a detto serbatoio ed agiscono su detto otturatore tubolare attraverso un telaio allungato disposto attorno a detta cannula di compensazione ed inferiormente portante montato un primo disco di riscontro fissato alla estremità superiore di detto otturatore tubolare.
3. 3. Gruppo valvola secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta prima molla à ̈ interposta tra detto primo disco di riscontro ed un canotto di guida fissato sul fondo di detto serbatoio concentricamente a detto otturatore tubolare.
4. 4. Gruppo valvola secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti terzi mezzi attuatori comprendono un primo cilindro pneumatico, il quale à ̈ coassialmente attraversato da detta cannula di compensazione libera di scorrere attraverso di esso, ed à ̈ dotato di un primo disco di tenuta fissato a detto telaio allungato per movimentare attraverso di esso detto otturatore tubolare.
5. 5. Gruppo valvola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti primi mezzi attuatori sono costituiti da un secondo cilindro pneumatico, il quale à ̈ dotato di un secondo disco di tenuta fissato centralmente a detta cannula di compensazione che coassialmente attraversa detto secondo cilindro pneumatico.
6. 6. Gruppo valvola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere quarti mezzi attuatori montati sulla estremità superiore di detta cannula di compensazione atti ad aprirla e chiuderla secondo fasi operative prefissate mediante un’asta di comando.
7. 7. Gruppo valvola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti secondi mezzi attuatori comprendono mezzi di trasmissione agenti sulla base di supporto dei primi mezzi attuatori di tutti i gruppi valvola.
8. 8. Gruppo valvola secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di trasmissione sono dotati di un anello di regolazione fissato a detta base di supporto e dotato di una vite trapezia la quale si impegna entro la cavità passante internamente filettata di una ruota dentata condotta in rotazione da un motore.
9. 9. Gruppo valvola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere una prima molla agente su detto otturatore tubolare per sospingerlo verso detta posizione di apertura con una forza di reazione suscettibile di essere vinta da detta differenza di pressioni in assenza di detto contenitore.