ITPD20130065U1 - Macchina riempitrice isobarica di contenitori con liquidi - Google Patents

Description

MACCHINA RIEMPITRICE ISOBARICA DI CONTENITORI CON LIQUIDI

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una macchina riempitrice isobarica di contenitori con liquidi, secondo il preambolo della rivendicazione principale. La macchina di cui trattasi si inserisce nell’ ambito degli impianti di imbottigliamento industriali ed è destinata ad essere impiegata per riempire contenitori, quali bottiglie, con liquidi in particolare di tipo alimentare, come ad esempio vini, succhi, acque minerali, eccetera.

Più in dettaglio, le macchine isobariche sono tradizionalmente provviste di una struttura di supporto fissa su cui è girevolmente montata una giostra rotante, la quale supporta un serbatoio di contenimento del liquido da imbottigliare. Al di sotto di quest’ultimo sono perifericamente fissati una pluralità di gruppi valvola di riempimento.

Operativamente, i contenitori, durante la loro corsa attorno alla giostra, sono spostati in associazione ai singoli gruppi valvola per essere riempiti fino al livello desiderato. Allo scopo, ciascun gruppo valvola è dotato di un condotto di adduzione, il quale è intercettato da un otturatore, che regola l'afflusso di liquido, per esempio di vino, dal serbatoio al sottostante contenitore, costituito generalmente da una bottiglia, disposto coassialmente al di sotto del gruppo valvola.

Funzionalmente, l’afflusso di liquido nel contenitore avviene durante una prevista fase di riempimento con l’otturatore aperto ed in condizioni di equilibrio di pressioni, ovvero dopo che la pressione del contenitore ha raggiunto la stessa pressione del serbatoio essendo stato inviato nel contenitore un gas preferibilmente inerte, solitamente azoto, per portarlo alla pressione del serbatoio.

All’interno del condotto di adduzione è coassialmente montata una cannula di compensazione attraverso la quale ritornano i gas o l’aria presenti nel contenitore durante la fase di riempimento.

Solitamente, durante la fase di riempimento l’aria presente nel contenitore viene sostituita dal liquido e risale nella cannula di compensazione fino a fuoriuscire nel serbatoio da una apertura in diretta comunicazione con quest’ultimo, ovvero viene inviata ad un separato circuito per evitare di contaminare il serbatoio con il gas presente in bottiglia.

Una volta terminata la fase di riempimento del contenitore, ad esempio attraverso il comando della chiusura della valvola di passaggio liquido, è notoriamente prevista una fase di auto-livello, in cui il liquido contenuto nella bottiglia, posto al di sopra del livello desiderato, è forzato a risalire attraverso la cannula di compensazione per effetto di una sovrappressione realizzata nel contenitore mediante l’insufflazione di un flusso controllato di gas inerte attraverso apposite valvole di controllo.

II contenitore viene quindi riportato alla pressione ambiente attraverso uno o più condotti di sgasatura con relative valvole di comando.

Un problema particolarmente sentito nel settore del riempimento di contenitori con bevande alimentari, ed in particolare con vino, è di evitare l’ossidazione delle stesse bevande in tutte le fasi del ciclo di riempimento.

Alcune macchine isobarche di tipo noto prevedono allo scopo una o più fasi preliminari di evacuazione dell’aria presente in bottiglia per ridurre la presenza di ossigeno e quindi i rischi di ossidazione della bevanda. Ulteriormente alcune macchine isobariche di tipo noto prevedono la movimentazione ciclica della cannula di compensazione prima della fase di sgasatura per evitare di evacuare il gas contenuto nella cannula passando attraverso il liquido.

Le macchine isobariche di tipo noto, sopra sommariamente descritte, non si sono dimostrate in grado di ridurre in modo del tutto soddisfacente la contaminazione del liquido contenuto in bottiglia con l’aria ambientale al termine della fase di riempimento ovvero prima della fase di tappatura con tappi in sughero o con capsule.

Più chiaramente, al momento in cui la bottiglia si separa dal relativo gruppo valvola della macchina isobarica, la cannula di compensazione viene sfilata dal collo della bottiglia senza che sia possibile sostituire aria presente sopra al pelo libero con un gas inerte.

Infatti, ancorché la fase di riempimento possa essere preceduta da una fase di preevacuazione dell’aria e da una successiva fase di inserimento di gas inerte, un volume residuo di aria contenente ossigeno è comunque presente al termine della fase di riempimento ed inoltre una parte di aria entra nel collo della bottiglia prima che sia possibile chiuderne la bocca con un tappo durante la successiva fase di tappatura. Il volume d’aria che rimane nel collo a diretto contatto con il pelo libero del liquido nella bottiglia può determinarne una indesiderata ossidazione.

Attualmente, le macchine isobariche prevedono l’apertura dell’otturatore di intercettazione del liquido 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, lo stesso otturatore viene forzato in chiusura da un attuatore, che vince la resistenza della molla portando nuovamente in chiusura l’otturatore.

La pressione del gas inerte presente nel serbatoio di una macchina isobarica è solitamente notevolmente superiore a quella atmosferica e generalmente dell’ordine di circa 4-8 bar.

Pertanto, una volta che il contenitore è stati riempito, non sarebbe possibile metterlo in comunicazione con il gas inerte del serbatoio o, più in generale, con il circuito del gas in pressione allo scopo di insufflarvi all’ interno gas inerte al momento della sua separazione dal gruppo valvola poiché con tali pressioni di gas si assisterebbe ad una notevole fuoriuscita di gas inerte, il che renderebbe la macchina ed il relativo processo di riempimento economicamente improponibile.

D’altra parte è sempre più sentita anche l’esigenza impiegare le macchine isobariche anche con liquidi non gassati per massimizzarne il funzionamento. Le aziende vinicole infatti, specialmente se di dimensioni ridotte, necessitano di diversificare la loro produzione senza potersi sempre permettere linee dedicate per le diverse tipologie di vino ed in particolare per vini gassati quali spumanti e per vini fermi privi di gas disciolti al loro interno.

Le macchine isobariche impiegate per imbottigliare vini non gassati non necessiterebbero di pressione di gas nel serbatoio atta a garantire di mantenere il gas disciolto all’interno del liquido, stante che appunto non c’è gas disciolto nel liquido. Tuttavia, una pressione elevata in serbatoio è spesso richiesta per garantire la chiusura dell’otturatore al raggiungimento dell’ equilibrio di pressioni con l’intemo della bottiglia.

In questa situazione, il problema alla base della presente invenzione è quello di ovviare agli inconvenienti manifestati dalla tecnica fino ad oggi nota, mettendo a disposizione una macchina riempitrice isobarica di contenitori con liquidi, la quale consenta di imbottigliare in maniera maggiormente versatile anche liquidi che non richiedano una pressione di stoccaggio nel serbatoio come ad esempio i liquidi fermi, garantendo contemporaneamente una bassa ossidazione del liquido.

Ulteriore scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione una macchina riempitrice isobarica di contenitori con liquidi, la quale consenta la successiva tappatura dei contenitori mantenendo al loro interno a contatto con il pelo libero una quantità di aria molto modesta.

Ulteriore scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione una macchina riempitrice isobarica di contenitori con liquidi, la quale sia costruttivamente semplice ed operativamente del tutto affidabile.

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 prima vista schematica in pianta di una macchina riempitrice isobarica oggetto dell’ invenzione con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

- la figura 2 mostra una vista prospettica della macchina riempitrice isobarica di figura 1, con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

la figura 3 mostra una porzione della macchina riempitrice isobarica delle figure precedenti, in una vista laterale ed in sezione con rappresentato schematicamente un impianto di trattamento del liquido estratto dai contenitori durante una fase di auto-livello;

la figura 4 mostra una vista di un particolare ingrandito di una macchina riempitrice isobarica relativo a un gruppo valvola con alcune parti in sezione ed altre asportate per meglio evidenziarne altre ancora;

la figura 5 mostra una vista di un particolare ingrandito di una macchina riempitrice isobarica, la quale differisce leggermente da quella di figura 4 ad esempio per la assenza di primi mezzi di movimentazione della cannula di compensazione, relativo a un gruppo valvola con alcune parti in sezione ed altre asportate per meglio evidenziarne altre ancora;

la figura 6 mostra una vista di un particolare ingrandito della macchina riempitrice isobarica nella parte attorno ad un otturatore di un condotto di adduzione del liquido dal serbatoio al contenitore.

Conformemente alle figure dei disegni allegati, è stato indicata nel suo complesso con 1 una macchina riempitrice isobarica di contenitori con liquidi.

Essa comprende in modo di per sé del tutto tradizionale, una giostra o torretta rotante 2, girevolmente montata su una struttura di supporto, e portante perifericamente montati una pluralità di gruppi valvola 3 per riempire contenitori 4 con un liquido in particolare gassato,.

La macchina riempitrice isobarica 1 può essere inserita all’intemo 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 1 alle quali quest’ ultima è operativamente connessa mediante coclee 40, stelle ad alveoli 50 o nastri trasportatori per il trasporto dei contenitori 4.

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

Il serbatoio 6 contiene liquido, ad una pressione superiore a quella atmosferica. A tale scopo, il serbatoio 6 è collegato con una fonte di gas in pressione, generalmente costituito da un gas inerte quale azoto.

La pressione prevista in accodo con la presente invenzione è vantaggiosamente inferiore a 0,4 bar e consente l’impiego della macchina per Γ imbottigliamento di liquidi non gassati ancorché ovviamente la macchina potrà diversamente essere impiegata in modo più tradizionale a pressioni di alcuni bar e tipicamente a pressioni comprese tra 4 e 8 bar per Γ imbottigliamento di liquidi gassati.

Come precisato nel preambolo della presente privativa la macchina riempitrice isobarica oggetto della presente invenzione si presta infatti a funzionare a pressioni elevate e generalmente di circa 4-8 bar per trattare liquidi gassati e mantenere il gas disciolto nel liquido a pressioni basse inferiori a 0,4 bar, e preferibilmente neH’intomo dei 0,2 bar, per trattare liquidi non gassati.

Ciò consente una notevole versatilità di produzione che permette alle aziende, ad esempio alle cantine di vino, di impiegare un’unica macchina sia per vini fermi che per vini frizzanti o spumanti.

Un distributore rotante 70 consente di collegare il serbatoio 6, che ruota insieme alla giostra rotante 2, con la sorgente di alimentazione fissa di gas in pressione 80. Entro la struttura di supporto 5 di ciascun gruppo valvola 3 è previsto un condotto di adduzione 11 per mettere idraulicamente in comunicazione il serbatoio 6 con il sottostante contenitore 4.

Come spiegato più in dettaglio nel seguito, il suddetto condotto di adduzione 11 convoglia, durante una fase di riempimento del contenitore 4, il liquido contenuto nel serbatoio 6 al contenitore 4 preferibilmente una volta raggiunto l’equilibrio di pressioni.

Più in dettaglio, in accordo con l’esempio realizzativo illustrato nelle allegate figure, il condotto di adduzione 11 termina inferiormente dopo un restringimento 12 con un corpo di tenuta o becco 13, nel quale sono perifericamente ricavati attorno al condotto di adduzione 11, in modo di per sé noto, una pluralità di fori 130 che mettono in comunicazione l’interno del contenitore 4 con una valvola di consenso 7 ovvero con previste valvole di sgasatura 8, 9 montate sulla struttura di supporto 5. Sulla faccia inferiore del corpo di tenuta 13 è destinato ad andare in battuta un cono centratore 14 internamente al quale fa presa la bocca del contenitore 4 sollevato da appositi mezzi di movimentazione per accoppiarsi con un rispettivo gruppo valvola 3 e ricevere così il liquido da imbottigliare durante la sua corsa operativa attorno alla giostra rotante 2.

Più in dettaglio, i mezzi di movimentazione dei contenitori comprendono, ad esempio in modo di per sé tradizionale, una pluralità di piattelli azionati in sollevamento ed abbassamento da camme fisse disposte attorno alla giostra rotante ed impegnate da un rullo solidale al piattello.

Grazie a tali mezzi di movimentazione (non illustrati poiché ben noti al tecnico del ramo e di per sé comuni alle macchine riempitrici a giostra rotante), i contenitori 4 sono spostati rispetto ai gruppi valvola 3 tra una posizione di riempimento, in cui sono posti a tenuta su un corrispondente gruppo valvola 3 lungo una corsa operativa della giostra rotante (corrispondente ad un arco di tale giostra), e due posizioni di trasporto, rispettivamente con contenitore vuoto e pieno, e rispettivamente previste a monte ed a valle della posizione di riempimento, in cui i contenitori 4 sono separati dai gruppi valvola 3 rispettivamente lungo corse di avvicinamento e di allontanamento dei contenitori.

Ovviamente, mentre alla posizione di riempimento corrisponderà una unica posizione relativa del contenitore 4 rispetto al gruppo valvola 3, uguale per tutta la corsa operativa di riempimento (essendo il contenitore 4 meccanicamente ed operativamente accoppiato al gruppo valvola 3), alle posizioni di trasporto corrisponderanno diverse posizioni relative del contenitore 4 rispetto al gruppo valvola 3 assunte lungo le corse di avvicinamento e di allontanamento, essendo infatti solitamente previsto che il contenitore 4 venga sollevato ed abbassato mediante i piattelli dei mezzi di movimentazione in avvicinamento ed in allontanamento dal gruppo valvola 3.

H condotto di adduzione 11 si estende verso l’alto all’ interno del primo serbatoio 6 attraverso una apertura 15 ricavata sul suo fondo 16, con un tratto di convogliamento fissato allo stesso fondo 16 e provvisto di ampie aperture laterali per l’afflusso del liquido del serbatoio 6. Preferibilmente, nel condotto di convogliamento è posizionato un filtro meccanico per evitare di introdurre nelle valvole eventuali corpi estranei.

Internamente al condotto di adduzione 11, sono predisposti mezzi di intercettazione vantaggiosamente ottenuti con un otturatore 18 montato concentricamente nel condotto di adduzione Ile suscettibile di fare tenuta, mediante una sua porzione allargata 19, sulla superficie interna del restringimento 12 dello stesso condotto di adduzione 11.

Funzionalmente, l’otturatore 18 viene movimentato mediante appositi terzi mezzi attuatori 33 descritti nel seguito, tra una posizione di apertura, in cui consente il passaggio del liquido verso il contenitore 4, ed una posizione di chiusura, in cui ostruisce il passaggio del liquido verso il contenitore 4.

Come è stato già accennato in precedenza, le macchine isobariche 1 necessitano, per il riempimento dei contenitori 4, di realizzare preventivamente una condizione di equilibrio di pressioni tra il primo serbatoio 6 e gli stessi contenitori 4. Allo scopo sono previsti mezzi di insufflazione di gas inerte nel contenitore 4 comandati da mezzi di controllo in una fase di compensazione delle pressioni tra serbatoio e contenitore.

Allo scopo di realizzare il suddetto equilibrio di pressioni, i mezzi di insufflazione prevedono per ciascun gruppo valvola 3 almeno una valvola la quale intercetta un collegamento tra il circuito di gas in pressione, in particolare gas inerte quale azoto, (ovvero al serbatoio 6 o ad altre camere o condotti comunque ad esso connessi) al contenitore 4 portando quest’ultimo alla stessa pressione del serbatoio 6.

Nel seguito indicando il collegamento ad un circuito di gas in pressione, dovrà genericamente intendersi (ancorché potrà essere espressamente specificato) sia un collegamento diretto al circuito di alimentazione di gas in pressione, sia un collegamento al serbatoio 6 o ad un’altra camera o condotta a sua volta connessa ad un circuito di gas in pressione.

Ad esempio i mezzi di insufflazione potranno comprendere una valvola 25 posta ad intercettazione di un collegamento tra il serbatoio 6 (a sua volta collegato al circuito isobarico di gas in pressione), ed il contenitore 4 per connetterli selettivamente e portare quest’ultimo alla stessa pressione del serbatoio 6.

Per realizzare il suddetto equilibrio di pressioni il gas potrà essere fatto affluire al contenitore 4 direttamente dal serbatoio 6 (a sua volta collegato al circuito isobarico di gas in pressione attraverso la valvola 25) ovvero diversamente, secondo una diversa forma realizzativa non preferenziale, anche attraverso la cannula di compensazione 26 intercettata da una elettrovalvola valvola 40 (descritta in dettaglio nel seguito).

Vantaggiosamente, una volta equilibrate le pressioni, l’otturatore 18 si sposta in posizione di apertura, ed inizia la fase di riempimento con il liquido che fluisce dal primo serbatoio 6 al contenitore 4 essendo i due ora in equilibrio di pressioni. Una cannula di compensazione 26 è predisposta per consentire il ritorno dell’aria ovvero del gas contenuta nel contenitore 4 e che viene sostituita dal liquido che affluisce al suo interno durante la suddetta fase di riempimento.

Più in dettaglio, ciascun gruppo valvola 3, è infatti provvisto di una cannula di compensazione 26, la quale è montata parallelamente ed in particolare coassialmente aH’intemo del condotto di adduzione Il e vantaggiosamente attraversa l’otturatore 18 facendo tenuta su quest’ultimo.

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

Prima della fase di riempimento è, come è noto, possibile realizzare una fase di evacuazione dell’aria contenuta nei contenitori 4 mediante la creazione di un grado di vuoto. Allo scopo, ciascun gruppo valvola 3 della macchina riempitrice isobarica 1 comprende preferibilmente una valvola di intercettazione 24 di un circuito del vuoto destinata ad aspirare tutta Γ aria dal contenitore 4 non appena questo è portato dal piattello di supporto con il cono centratore 14 in tenuta sul corpo 13 del condotto di adduzione 11. Vantaggiosamente, per velocizzare le diverse operazioni del ciclo di riempimento, la valvola di consenso 7, è disposta in prossimità del contenitore 4, ed è 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 4.

Una volta aspirata l’aria dal contenitore 4, operazione questa preferenziale ma non strettamente necessaria, viene realizzata la fase di riempimento come sopra descritto.

Una volta terminata la fase di riempimento ha luogo una fase di auto livello, durante la quale un flusso di gas inerte, controllato da una valvola 42 di un circuito di auto livello, è insufflato entro il contenitore 4 per determinare la risalita nella cannula di compensazione 26 della frazione di liquido (e schiuma) posta superiormente al livello desiderato ovvero alla bocca inferiore della stessa cannula di compensazione 26.

La valvola 42 del circuito di auto livello è collegata alla sorgente di gas inerte ed al contenitore 4 attraverso i fori 130 ricavati nel corpo di tenuta 13 attorno al condotto di adduzione 11. I suddetti fori 130 mettono in comunicazione F interno del contenitore 4 con la valvola di consenso 7 che, a sua volta, è in comunicazione con la valvola 42 del circuito dell’autolivello. Ovviamente la valvola di consenso 7 potrebbe non essere presente essendo vantaggiosa ma non necessaria. Più in dettaglio, la valvola di consenso 7 è in comunicazione con le tre valvole 24, 25 e 42 del vuoto, del circuito isobarico e dell’ autolivello mediante una condotta comune 90 indicata in figura 5 in due tratti ortogonali che corrono parallelamente alle pareti del serbatoio 6.

A riempimento e livellamento completati, prima che il contenitore 4 venga sconnesso dal rispettivo gruppo valvola 3, ovvero al termine della corsa operativa, lo stesso contenitore 4 viene portato dalla suddetta posizione di riempimento alla posizione di trasporto con contenitore pieno, per iniziare la corsa di allontanamento dal gruppo valvola 3. Prima di effettuare il distacco del contenitore dal gruppo valvola 3 è vantaggiosamente previsto di riportare la pressione dello stesso contenitore 4 al valore della pressione atmosferica mediante una, di per sé nota fase di sgasatura. Allo scopo i suddetti fori 130 corpo di tenuta 13 sono in comunicazione con una o più valvole di sgasatura per ridurre in modo controllato la pressione nel contenitore 4 fino alla pressione atmosferica.

Tale fase non è strettamente necessaria nel funzionamento a bassa pressione (inferiore a 0,4 bar con liquidi fermi) e tuttavia è preferibile per evitare di sottoporre il liquido a stress per evitare la formazione di schiuma ovvero lo sbuffo di gas dal contenitore.

Secondo l’idea alla base della presente invenzione i mezzi di controllo della macchina 1 comandano i mezzi di insufflazione ad inviare un gas inerte ad una pressione operativa inferiore a 0,4 bar e preferibilmente nell’intorno di 0,2 bar, sopra al pelo libero di liquido nel contenitore 4, per almeno un tratto della corsa di allontanamento dello stesso contenitore 4 a valle della posizione di riempimento, quando il contenitore 4 è già stato riempito con il liquido del serbatoio 6 e si è appena separato dal relativo gruppo valvola 3. L’insufflazione di gas inerte si protrarrà preferibilmente solo per un primo tratto della corsa di allontanamento del contenitore 4, poiché quando quest’ultimo avrà raggiunto una ragguardevole distanza dal gruppo valvola 3 Γ insufflazione diventerà inefficace.

Vantaggiosamente, i mezzi di insufflazione di gas inerte potranno essere gli stessi previsti per la fase di compensazione -e quindi la valvola 25 e la condotta 90 o, diversamente, la valvola 40 e la cannula 26 - ovvero per la fase di auto livello e quindi la valvola 42 e la condotta 90.

I mezzi di insufflazione di gas inerte sono atti ad effettuare inserimento di gas nel contenitore 4 sopra al pelo libero del liquido che ha riempito il contenitore.

Essi preferibilmente comprenderanno la stessa cannula di compensazione 26 appositamente connessa al circuito isobarico di gas in pressione attraverso la valvola 40 come descritto nel seguito.

In questo modo, il gas inerte verrà iniettato nel collo del contenitore 4 sopra al pelo libero del liquido per un notevole tratto della corsa di allontanamento stante che la cannula di compensazione 26 è inserita per un notevole tratto nel collo della bottiglia e viene sfilata da esso solo a seguito di un considerevole tratto della corsa di allontanamento del contenitore rispetto al gruppo valvola 4.

In altre parole, utilizzando nella macchina isobarica 1 che lavora a basse pressioni inferiori a 0,4 bar, le cannule di compensazione 26 per immissione di gas inerte nei contenitori 4 durante un primo tratto della corsa di allontanamento di questi ultimi, è possibile inserire in maniera ottimale una quantità di gas inerte sopra al pelo libero del liquido imbottigliato, così da consentirne ai contenitori 4 di raggiungere la stazione di tappatura (sia essa realizzata con tappi in sughero o capsule) senza che il liquido si sia sostanzialmente minimamente ossidato a contatto con l’aria.

Ancorché, rinserimento del gas inerte nel contenitore 4 una volta separatosi dal gruppo valvola 3 nella corsa di allontanamento, sia quindi preferibilmente realizzato con la cannula di compensazione 26, i mezzi di insufflazione di gas inerte potranno diversamente essere ottenuti mediante la condotta 90 collegata, da una parte, al circuito di gas in pressione mediante la valvola del circuito isobarico 25 o dell’ autolivello 42 e, dall’ altra parte, al contenitore 4 mediante i fori 130 ricavati nel corpo di tenuta 13 attorno al condotto di adduzione 11 (nonché preferibilmente anche mediante la valvola di consenso 7).

In questo modo i fori 130 potranno comunque iniettare gas inerte all’interno del collo del contenitore 4, ancorché l’efficacia della insufflazione di gas inerte sia ridotta rispetto ad una insufflazione realizzata mediante la cannula di compensazione 26.

Tale soluzione potrà comunque essere preferita per una maggiore facilità di realizzazione.

La cannula di compensazione 26 è preferibilmente ottenuta in due tratti, di cui uno inferiore 26’ destinato ad inserirsi con la sua estremità inferiore nei contenitori 4, ed uno superiore 26’ portante scorrevolmente esternamente associata un’asta di comando 41 dell’otturatore 18.

Vantaggiosamente, in accordo con una possibile forma realizzativa della apparecchiatura illustrata negli uniti disegni la cannula di compensazione 26 è idraulicamente isolata dal serbatoio 6 ed è superiormente collegata ad un secondo distinto serbatoio 60. Quest’ultimo è a sua volta collegato all’ambiente esterno mediante una valvola di sfiato 62 per l’evacuazione del fluido gassoso proveniente dai contenitori 4.

Sono previsti mezzi bilanciatori per equilibrare le pressioni tra i due serbatoi 6, 60 ad esempio comprendenti un condotto di bilanciamento 61 delle pressioni montato a ponte tra i due serbatoi 6, 60 per congiungerli fisicamente tra loro e portare così istantaneamente le pressioni in equilibrio al loro interno.

In accordo con questa forma realizzativa, il condotto di bilanciamento 61 delle pressioni tra i due serbatoi 6,60, è posto a collegamento tra un primo foro ricavato sul coperchio 6’ del primo serbatoio 6 ed un secondo foro ricavato sul coperchio 60’ del secondo serbatoio 60.

Il secondo serbatoio 60 è montato preferibilmente sopra al primo serbatoio 6 con la cannula di compensazione posta ad attraversamento del primo serbatoio 6.

In alternativa, al collegamento fisico tra i due serbatoi 6, 60 mediante il condotto di bilanciamento 61 sopra indicato, i mezzi bilanciatori possono diversamente prevedere almeno un primo trasduttore di pressione, associato al serbatoio 6, ed almeno un secondo trasduttore di pressione, associato al secondo serbatoio 60, i quali trasduttori rilevano la pressione all’intero dei rispettivi serbatoi 6, 60 e comandano il raggiungimento di una pari valori di pressione al loro interno. Essi, allo scopo, possono controllare l’alimentazione di gas (solitamente inerte) nei due serbatoi 6, 60 ovvero, in alternativa o in aggiunta, possono controllare lo scarico in aria del gas dai rispettivi serbatoi 6, 60. Ovviamente, il numero di trasduttori di pressione ed il loro posizionamento nei serbatoi 6, 60 (od in condotti collegati ai serbatoi 6, 60) potrà variare a seconda delle dimensioni della macchina o della specifica scelta progettuale adottata per il controllo delle pressioni, senza per questo uscire dall’ambito di tutela della presente privativa.

Ciascun gruppo valvola 3 comprende in accordo con la forma realizzativa preferenziale della presente invenzione già considerata in precedenza, la valvola 40 (elettrovalvola come le già citate 24, 25 e 42), la quale è montata all’estremità superiore del tratto superiore 26” della cannula di compensazione 26 ed è atta ad aprire e chiuderne la bocca della stessa cannula 26 secondo fasi operative prefissate. I mezzi di insufflazione del gas inerte nel contenitore potranno impiegare tale elettrovalvola 40 per collegare il secondo serbatoio 60 a sua volta posto in pressione dal bilanciamento con il serbatoio principale 6, al contenitore 4 che si è separato dal gruppo valvola 3 durante un primo tratto della sua corsa di allontanamento.

II secondo serbatoio 60 ha una forma preferibilmente toroidale o cilindrica, ed è rigidamente fissato distanziato al di sopra del primo serbatoio 6.

La valvola di sfiato 62 è atta ad evacuare il fluido gassoso trasportato dalla cannula di compensazione 26 nel secondo serbatoio 60, in particolare durante la fase di auto livello sopra descritta.

L’estremità superiore della cannula di compensazione 26 di ciascun gruppo valvola 3 è idraulicamente connessa al secondo serbatoio 60 mediante un condotto di raccordo 64, collegato ad un terzo foro ricavato sul coperchio 60’ del secondo serbatoio 60.

In accordo con gli esempi delle allegate figure potrà essere vantaggiosamente prevista una condotta di estrazione 63, la quale è derivata dal fondo 60’ ’ del secondo serbatoio 60 ed è collegata al primo serbatoio 6 mediante un tratto di convogliamento 63’, sostanzialmente verticale, posto ad attraversamento del coperchio 6’ del primo serbatoio 6.

Grazie a tale condotta di estrazione 63 è possibile riversare opzionalmente la frazione di liquido contenuta nel secondo serbatoio 60 entro al primo serbatoio 6. La condotta di estrazione 63 è intercettata da almeno una prima valvola 65, atta a chiudere o ad aprire selettivamente la comunicazione del secondo serbatoio 60 verso il primo serbatoio 6.

Una volta che nel secondo serbatoio 60, la fase liquida si è separata dalla fase gassosa, stante che durante la fase di auto livello la cannula di compensazione 26 convoglia solitamente anche una parte di schiuma del liquido da imbottigliare ovvero al contempo gas e liquido contenuti nei contenitori 4, è possibile espellere la fase gassosa attraverso la valvola di sfiato 62 e reimmettere invece la fase liquida nel primo serbatoio 6 riciclando così quella frazione di liquido che è stata estratta dai contenitori 4 per portarli al livello di riempimento desiderato.

Diversamente, qualora si preferisca che la frazione di liquido non ritorni nel primo serbatoio 6, in quanto potenzialmente suscettibile di contaminare l’intero suo contenuto (qualora ad esempio un contenitore 4 è contaminato da una carica microbica), è possibile convogliare tale frazione di liquido contenuta nel secondo serbatoio 60 non più nel serbatoio 6 ma esternamente alla giostra rotante 2.

Allo scopo, la condotta di estrazione 63 è collegata ad una rete 66 per il trattamento della suddetta frazione di liquido ed è intercettata da almeno una seconda valvola 67 atta a chiudere o ad aprire selettivamente la comunicazione del secondo serbatoio 60 verso la rete 66. La stessa rete 66 è mantenuta in equilibrio di pressioni con il primo 6 ed il secondo serbatoio 60.

La rete 66 comprende un secondo distributore rotante 68 collegato alla condotta di estrazione 63 e ad un serbatoio di accumulo 69. Da quest’ultimo il liquido può essere vantaggiosamente trattato, ad esempio mediante mezzi di filtrazione (non illustrati), prima di essere reimmesso nel primo serbatoio 6.

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

Allo scopo, primi mezzi attuatoli 30 agiscono sulla cannula di compensazione 26, e più precisamente sul suo tratto superiore 26”, movimentandola ad ogni ciclo di riempimento di un contenitore 4, tra le suddette posizione sollevata, atta a consentire di effettuare correttamente la sgasatura, e posizione abbassata, atta a determinare il livello di liquido prestabilito nel contenitore 4.

Più in dettaglio, quando la cannula di compensazione 26 è in posizione abbassata con Γ estremità inferiore aperta 29 che ha raggiunto la quota di livello prestabilito, ha luogo un livellamento del liquido a tale quota (fase di auto livello o di compensazione) mediante insufflaggio di gas inerte entro il contenitore 4 attraverso la valvola 42 del circuito di autolivello, ed il conseguente passaggio di liquido attraverso la cannula di compensazione 26 fino ad arrivare dentro al secondo serbatoio 60.

La cannula di compensazione 26 è normalmente in posizione sollevata ed è spostata in giù, nella posizione abbassata, per la suddetta fase di compensazione volta a definire il livello prestabilito di liquido nel contenitore 4.

Durante la sgasatura è invece preferibile 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 è invece importante evitare. In accordo con una forma realizzativa non limitativa della presente invenzione, al fine di ottimizzare immissione di gas inerte, mediante la cannula di compensazione 26, sopra al pelo libero del liquido del contenitore 4 in allontanamento dal gruppo valvola 3, la stessa cannula di compensazione 26 risulterà abbassata durante tale tratto della corsa di allontanamento non essendo stata sollevata durante la fase di auto livello o essendo stata riabbassata prima della corsa di allontanamento del contenitore 4.

Possono vantaggiosamente essere previsti anche secondi mezzi attuatori per variare la quota di livello prestabilita di liquido nei contenitori.

I secondi mezzi attuatori sollevano la cannula di compensazione 26 di tutti i gruppi valvola unitamente alle rispettive prime elettrovalvole 30 ed alle elettrovalvole 40. I secondi mezzi attuatori agiscono preferibilmente su di un anello di regolazione fissato al fondo 60” del secondo serbatoio 60, movimentando verticalmente quest’ultimo in modo controllato tra altezze differenti corrispondenti a differenti quote di livello della estremità inferiore aperta della cannula di compensazione 26 dei gruppi valvola.

Un esempio di secondi mezzi attuatori per la movimentazione di un anello di regolazione e quindi per la regolazione della quota delle cannule di compensazione di tutti i gruppi valvola, è ad esempio descritto nel brevetto EP 2236454 in corrispondenza dei paragrafi 60, 61 e della figura 4, qui da considerarsi allegati per riferimento.

I due serbatoi 6, 60 si possono muovere pertanto l’uno rispetto all’altro a seguito dell’azionamento dei secondi mezzi attuatoli per la regolazione della altezza della cannula di compensazione 26. Allo scopo, il tratto di convogliamento 63’ della condotta di estrazione 63 può scorrere a tenuta in un foro 96 ricavato sul coperchio 6’ del primo serbatoio 6.

Ciò consente di evitare collegamenti idraulici con condotte flessibili, che dovendo essere in pressione, comporterebbero rischi di perdite nelle macchine isobariche. L’otturatore 18 è preferibilmente movimentato in modo a sé stante tra la posizione sollevata e quella abbassata da terzi mezzi attuatori 33 che agiscono sull’asta di comando 41 citata in precedenza.

In accordo con la forma realizzativa preferenziale illustrata nelle allegate figure, i terzi mezzi attuatoli 33 sono costituiti da un cilindro pneumatico, il quale è coassialmente attraversato dal tratto superiore 26’ ’ della cannula di compensazione e determina azionando l’asta di comando 41, secondo fasi operative prefissate comandate dai mezzi di controllo logico, la salita e la discesa dell’otturatore 18. Le elettrovalvole 40, citate in precedenza, sono montate, come detto, 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.

Per evitare di togliere pressione al serbatoio 6, la chiusura superiore della cannula di compensazione ha luogo durante la sgasatura e durante la messa in pressione e, in accordo con la forma realizzativa preferenziale della presente invenzione in assenza di contenitore 4 ovvero dopo che quest’ultimo ha percorso il tratto iniziale della sua corsa di allontanamento,.

Funzionalmente, riprendendo quanto descritto in precedenza, completata la fase di riempimento del contenitore 4, i mezzi di controllo logico della macchina isobarica 1 , comandano la chiusura del condotto di adduzione 11 per mezzo dell’otturatore 18 che viene fatto scendere mediante i terzi mezzi attuatori 33 e la discesa della cannula di compensazione 26 mediante i primi mezzi attuatori 30 fino a portarne Γ 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 nei contenitori 4, sarà stata registrata alla quota desiderata, in una precedente fase di impostazione della macchina, spostando il primo serbatoio 6 per una corsa di registrazione mediante i secondi mezzi attuatori.

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 nel secondo serbatoio 60 attraverso la cannula di compensazione 26 fino al raggiungimento della quota di livello prestabilita.

Terminata la fase di auto livello del liquido nel contenitore 4, i mezzi di controllo logico comandano, attraverso i mezzi di movimentazione la discesa dei contenitori 4, che iniziano la loro corsa di allontanamento dai gruppi valvola 3 passando dalla posizione di riempimento ad una posizione di trasporto a contenitore pieno, in cui sono separati dagli stessi gruppi valvola 3 per una distanza via via crescente. I mezzi di controllo comandano, a partire dall’inizio della separazione del contenitore 4 dal gruppo valvola 3, i mezzi di insufflazione ad inviare un gas inerte sopra al pelo libero di liquido del contenitore 4 che si sta allontanando per almeno un tratto della sua corsa di allontanamento. Tale risultato potrà essere agevolmente ottenuto comandando le elettrovalvole 40 a tenere aperta la bocca superiore della cannula di compensazione 26 per almeno il suddetto tratto iniziale della corsa di allontanamento.

Per avere inserimento di gas inerte per un tratto più lungo nel contenitore che si allontana i mezzi di controllo potranno evitare di azionare i primi mezzi attuatoli 30 a fare risalire la cannula di compensazione 26 nella posizione sollevata.

Prima della separazione del contenitore dal gruppo valvola 3 i mezzi di controllo avranno inoltre comandato Γ 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).

Potrà ovviamente essere prevista anche solo una valvola di sgasatura e, nel caso considerato di funzionamento della macchina isobarica a basa pressione, tale fase potrà essere omessa.

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 (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina riempitrice isobarica di contenitori con liquidi, la quale comprendente: - una struttura di supporto; - una giostra rotante (2) girevolmente montata su detta struttura di supporto; - un serbatoio (6) supportato da detta giostra rotante (2) contenente un liquido da imbottigliare in contenitori (4); - una pluralità di gruppi valvola (3) montati perifericamente su detta giostra rotante (2), idraulicamente collegati a detto serbatoio (6) e ciascuno comprendente: o un condotto di adduzione (11), per l’afflusso di detto liquido da detto serbatoio (6) ad un contenitore (4) da imbottigliare, intercettato da un otturatore (18); o una cannula di compensazione (26) sostanzialmente parallela a detto condotto di adduzione (11), o mezzi di insufflazione di gas inerte in detto contenitore (4) comandati da mezzi di controllo; mezzi di movimentazione di detti contenitori rispetto a detti gruppi valvola (3) tra una posizione di riempimento, in cui detti contenitori (4) sono a tenuta su un corrispondente gruppo valvola (4), lungo una corsa operativa di detta giostra rotante (2), e due posizioni di trasporto con contenitori (4) vuoti e pieni rispettivamente a monte ed a valle di detta posizione di riempimento, in cui detti contenitori (4) sono separati da detti gruppi valvola (3) rispettivamente lungo corse di avvicinamento e di allontanamento di detti contenitori (4); caratterizzata dal fatto che detti mezzi di controllo comandano detti mezzi di insufflazione ad inviare un gas inerte, ad una pressione operativa inferiore a 0,4 bar, sopra al pelo libero di liquido in detti contenitori (4) per almeno un primo tratto della corsa di allontanamento di detti contenitori (4) a valle di detta posizione di riempimento, in cui detti contenitori (4) pieni sono separati dai corrispondenti gruppi valvola (3).
2. 2. Macchina riempitrice isobarica secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di insufflazione comprendono almeno una valvola (40) per ciascun gruppo valvola (3) atta a collegare detta cannula di compensazione (26) ad un circuito di gas in pressione o a detto serbatoio (6), per iniettare detto gas inerte all’intemo del collo di detto contenitore (4) in corrispondenza del pelo libero del liquido lungo detto primo tratto della corsa di allontanamento di detto contenitore (4).
3. 3. Macchina riempitrice isobarica secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto di comprendere: - un secondo distinto serbatoio (60) collegato alle estremità superiori di dette cannule di compensazione (26) di detti gruppi valvola (3); - mezzi bilanciatori per equilibrare le pressioni tra detti due serbatoi (6, 60); - ciascuna detta valvola (40) essendo montata a chiusura ed apertura della estremità superiore di dette cannule di compensazione (26) ed essendo suscettibile di essere comandata da detti mezzi di controllo in posizione aperta durante detto primo tratto della corsa di allontanamento di detto contenitore (4) per insufflare al suo interno detto gas inerte.
4. 4. Macchina riempitrice isobarica secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di insufflazione comprendono una condotta (90) collegata da una parte al circuito di gas in pressione mediante una valvola (25) del circuito isobarico di equilibratura della pressione tra detto serbatoio (6) e detto contenitore (4), e, dall’altra parte, al contenitore (4) mediante fori (130) ricavati attorno al condotto di adduzione 11 su un corpo di tenuta (13).
5. 5. Macchina riempitrice isobarica secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che detti mezzi di insufflazione comprendono una condotta (90) collegata da una parte al circuito di gas in pressione mediante una valvola (42) del circuito dell’ autolivello, e, dall’altra parte, al contenitore (4) mediante fori (130) ricavati attorno al condotto di adduzione 11 su un corpo di tenuta (13).
6. 6. Macchina riempitrice isobarica secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto otturatore ( 18) è movimentato mediante un’ asta di comando (41 ) tra una posizione sollevata ed una abbassata da terzi mezzi attuatori (33) agenti sull’asta di comando (41) in modo indipendente da detta cannula di compensazione (26).
7. 7. Macchina riempitrice isobarica secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detti mezzi bilanciatori comprendono un condotto di bilanciamento delle pressioni collegato a ponte tra detti due serbatoi (6, 60) ed in particolare interposto a collegamento tra un primo foro ricavato sul coperchio di detto primo serbatoio ed un secondo foro ricavato sul coperchio di detto secondo serbatoio.
8. 8. Macchina riempitrice isobarica secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detti mezzi compensatori comprendono almeno un primo trasduttore di pressione associato a detto primo serbatoio ed almeno un secondo trasduttore di pressione associato a detto secondo serbatoio, i quali rilevano la pressione all’intero dei rispettivi serbatoi e comandano il raggiungimento di un pari valori di pressione controllando l’ingresso e/o lo scarico di gas nei rispettivi serbatoi.
9. 9. Macchina riempitrice isobarica secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta pressione operativa è di valore neH’intorno di 0.2 bar.
10. 10. Macchina riempitrice isobarica secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto serbatoio (6) è a detta pressione operativa inferiore a 0, 4 bar e preferibilmente nell’ intorno di 0.2 bar.