ITPR20010067A1 - Gruppo valvola di riempimento, in particolare per macchina riempitrice di contenitori con liquidi. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: GRUPPO VALVOLA DI RIEMPIMENTO, IN PARTICOLARE PER MACCHINA RIEMPITRICE DI CONTENITORI CON LIQUIDI.

Forma oggetto del presente trovato un gruppo valvola di riempimento, in particolare per macchina riempitrice di contenitori con liquidi, del tipo comprendente un condotto di alimentazione di un liquido ad un contenitore, un otturatore mobile per aprire e chiudere una bocca di erogazione del condotto di alimentazione e mezzi di movimentazione operativamente attivi sull’ otturatore.

Nel settore dellimbottigliamento i contenitori, tipicamente bottiglie, ma anche lattine o vasetti, vengono riempiti mediante macchine riempitrici dotate solitamente di una pluralità di teste di riempimento disposte in corrispondenza della periferia di una piattaforma rotante, alle quali sono associate altrettante valvole riempitrici.

Secondo una prima tecnica nota, esistono macchine riempitrici volumetriche lineari nelle quali l’erogazione di prodotto avviene attraverso valvole erogatrici il cui otturatore è azionato da un cilindro pneumatico in modo indipendente dalla pressione del prodotto che entra nella valvola di riempimento.

Uno dei principali inconvenienti di tale prima tecnica nota è rappresentato dal fatto che l’otturatore passa bruscamente dalla posizione di chiusura a quella di apertura, e viceversa.

In accordo con una seconda tecnica nota, esistono riempitrici rotative provviste di una pluralità di ugelli erogatori disposti nella zona periferica di una piattaforma circolare rotante e dotati ciascuno di una valvola a membrana.

In questo caso vi è un otturatore mantenuto normalmente chiuso da una molla coassiale all’otturatore e premente su di esso nel senso di chiusura dell’ugello. Quando il prodotto, cioè il liquido di riempimento, entra nella valvola con una certa pressione, esso esercita sulla membrana una spinta tale da vincere la forza premente della molla e quindi provoca la risalita dell’otturatore con conseguente apertura dell’ugello proporzionale alla pressione di alimentazione del prodotto.

Questo tipo di valvola, tuttavia, è piuttosto complessa da realizzare e non sufficientemente precisa ed affidabile.

La membrana tende a modificare con il tempo la propria elasticità e quindi le fasi di apertura e chiusura dell’otturatore non avvengono sempre in modo graduale e proporzionale alla pressione di alimentazione del prodotto nella valvola.

Come è noto dal brevetto per modello industriale di utilità nr. IT 241429, esistono altresì gruppi di riempimento comprendenti corpi valvolari in cui è ricavata una cavità attraverso la quale viene alimentato il prodotto di riempimento. Tali gruppi di riempimento sono dotati di un otturatore che consente o impedisce l’erogazione del prodotto attraverso un’apertura definente un ugello per la suddetta cavità e sono provvisti di mezzi per mantenere l’otturatore normalmente in posizione di chiusura dell’ugello ed, al momento opportuno, consentirne un’apertura proporzionale alla pressione di alimentazione del prodotto nella cavità.

L’otturatore è conformato a pistone e presenta una parte superiore cilindrica scorrevole in una seconda cavità. Associati all’otturatore, sono presenti mezzi per alimentare aria o fluido in pressione in detta seconda cavità, allo scopo di spingere l’otturatore in posizione di chiusura dell’ugello.

Anche i gruppi di riempimento sopra sommariamente descritti non sono esenti da inconvenienti. In particolare, essi non consentono di modulare in modo rapido e preciso la portata del prodotto di riempimento.

In secondo luogo, essendo dotati di parti meccaniche in movimento, tali gruppi di riempimento possono presentare indugi di funzionamento e conseguentemente imprecisioni sulla quantità di prodotto erogato.

Scopo del presente trovato è quello di eliminare i suddetti inconvenienti rendendo disponibile un gruppo valvola di riempimento che consenta di modulare la portata di prodotto in modo facile ed economico.

Un altro scopo del presente trovato è quello di proporre un gruppo valvola di riempimento che sia affidabile e preciso.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un gruppo valvola di riempimento che sia in posizione normalmente chiusa e presenti un numero minimo di parti meccaniche in movimento, al fine di ridurre, o al limite eliminare, indugi di funzionamento.

Detti scopi sono pienamente raggiunti dal gruppo valvola di riempimento oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate ed in particolare per il fatto che i mezzi di movimentazione dell’otturatore comprendono almeno un corpo tubolare di contrazione dotato di elementi di raccordo disposti in corrispondenza di estremità del corpo tubolare medesimo, tecnicamente denominato muscolo fluidico.

Questa ed altre caratteristiche risulteranno meglio evidenziate dalla descrizione seguente di una preferita forma di realizzazione illustrata, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, nelle unite tavole di disegno, in cui:

- la figura 1 illustra una vista frontale di un gruppo valvola di riempimento in una prima forma realizzativa;

- la figura 2 illustra una vista frontale in sezione del gruppo valvola di riempimento di figura 1 ;

- la figura 3 illustra una vista frontale di un gruppo valvola di riempimento in una seconda forma realizzativa;

- la figura 4 illustra una vista frontale in sezione del gruppo valvola di riempimento di figura 3.

Con riferimento alle figure, il gruppo valvola di riempimento è globalmente indicato con il numero 1 e viene preferibilmente realizzato in acciaio inossidabile.

Il gruppo 1 comprende un condotto 2 di alimentazione di un liquido ad un contenitore (non rappresentato nelle figure) sottostante ed un otturatore mobile 3 coassiale al condotto di alimentazione per aprire e chiudere una bocca di erogazione dello stesso.

Il gruppo 1 è altresì provvisto di mezzi di movimentazione 4 operativamente attivi sull’ otturatore 3.

Tali mezzi di movimentazione 4 comprendono originalmente almeno un corpo tubolare 5 di contrazione dotato di elementi 6 di raccordo disposti in corrispondenza di estremità del corpo tubolare medesimo, comunemente conosciuto con il termine tecnico di muscolo fluidico.

Il corpo tubolare 5 è disposto in posizione coassiale al condotto 2 di alimentazione e presenta un primo di detti elementi 6 di raccordo fissato solidalmente ad una porzione strutturale 7 del gruppo 1 ed un secondo elemento di raccordo collegato all’ otturatore mobile 3.

Il gruppo 1 comprende inoltre mezzi (non illustrati) per iniettare un fluido a pressione prestabilita all'interno del corpo tubolare 5 per provocarne la contrazione e muovere in tal modo l’otturatore. Precisamente, l’iniezione di fluido in pressione all’interno del muscolo fluidico avviene attraverso l’apertura 5a operativamente comunicante con i mezzi di iniezione appena citati.

Il corpo tubolare 5, o muscolo fluidico, è un attuatore funzionante in trazione e sviluppato ad imitazione del muscolo biologico. In particolare, il corpo tubolare 5 presenta almeno un primo rivestimento realizzato in materiale polimerico a tenuta di pressione, preferibilmente gomma, ed almeno un secondo rivestimento in fibre ad elevata resistenza. Tali fibre sono disposte preferibilmente secondo una configurazione romboidale a formare una griglia tridimensionale.

Applicando una pressione interna, il corpo tubolare 5 si dilata in ampiezza, generando una forza di trazione ed un movimento di contrazione in direzione longitudinale al muscolo. Precisamente, la forza utile di trazione raggiunge sostanzialmente il valore massimo all ’inizio della contrazione e si riduce in misura quasi lineare con la corsa.

I mezzi 4 di movimentazione comprendono altresì almeno un elemento elastico 8, ad esempio una molla, per mantenere o riportare l’otturatore 3 in posizione di chiusura della bocca di erogazione. In particolare, la molla 8 è coassiale al corpo tubolare 5 e può essere disposta sia internamente che esternamente allo stesso, a seconda delle necessità.

Con riferimento alle figure 1 e 2, una prima forma realizzativa prevede che il corpo tubolare 5 sia completamente inserito all’ interno del condotto 2 di alimentazione del gruppo valvola di riempimento e che la molla 8 sia alloggiata internamente al muscolo fluidico. Tale forma realizzativa richiede la presenza di almeno un rivestimento protettivo 9 per mantenere separati i mezzi di movimentazione 4, nella fattispecie il corpo tubolare 5 alloggiante la molla 8, dal condotto 2 di alimentazione del prodotto.

Con riferimento alle figure 3 e 4, una seconda forma realizzativa prevede che i mezzi 4 di movimentazione siano disposti esternamente al condotto 2 di alimentazione all'interno di una sede 10 opportuna, operativamente associata al gruppo valvola di riempimento. In particolare, la molla 8 è coassiale al corpo tubolare 5 e disposta esternamente a quest’ultimo, il quale è collegato all’otturatore 3 mediante uno dei suddetti elementi di raccordo 6.

Il funzionamento del trovato è il seguente.

Applicando una pressione interna, il corpo tubolare 5 si dilata in ampiezza, generando una forza di trazione ed un movimento di contrazione in direzione longitudinale al muscolo. In tal modo il corpo tubolare, contraendosi, provvede a sollevare l’otturatore 3, aprendo la bocca di erogazione del condotto 2 di alimentazione.

Ad erogazione ultimata, si provvede a togliere pressione al muscolo fluidico, lasciando alla molla 8 il compito di riportare l’otturatore 3 in posizione di chiusura della bocca di erogazione del condotto 2 di alimentazione.

In particolare, modulando la pressione presente all'interno del corpo tubolare 5, quest’ultimo può aprire e chiudere l’otturatore 3 in modo continuo, parzializzando la portata in massa di prodotto che viene inviato al contenitore da riempire.

Il trovato consegue importanti vantaggi.

Innazitutto, un gruppo valvola di riempimento secondo il presente trovato ha un funzionamento affidabile e preciso.

In secondo luogo, essendo il movimento dell’otturatore 3 controllato ed attivato esclusivamente dal muscolo fluidico 5 e dalla molla 8 e non da parti meccaniche in movimento, il gruppo 1 non presenta indugi di funzionamento e risponde rapidamente ad eventuali richieste di variazione della portata. In particolare, l’otturatore 3 non passa in modo brusco dalla posizione di chiusura alla posizione di erogazione e consente di modulare la portata di fluido, evitando la formazione di schiuma durante il riempimento.

Un ulteriore vantaggio è rappresentato dal fatto che il muscolo fluidico 5 e la molla 8, mantenendo sostanzialmente inalterate nel tempo le proprie caratteristiche funzionali, consentono di utilizzare il gruppo 1 per lunghi periodi di tempo e sempre con lo stesso grado di precisione ed affidabilità.

Vantaggiosamente, il gruppo 1 è facile ed economico da costruire.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo valvola di riempimento (1), del tipo comprendente: almeno un condotto (2) di alimentazione di un liquido ad un contenitore; almeno un otturatore (3) mobile per aprire e chiudere una bocca di erogazione del condotto (2) di alimentazione; e mezzi (4) di movimentazione operativamente attivi sull’otturatore (3), caratterizzato dal fatto che detti mezzi (4) di movimentazione comprendono almeno un corpo tubolare (5) di contrazione, tecnicamente denominato muscolo fluidico.
2. 2. Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che il corpo tubolare (5) comprende elementi (6) di raccordo disposti in corrispondenza di estremità del corpo tubolare medesimo (5), un primo di detti elementi (6) di raccordo essendo fissato solidalmente ad una porzione strutturale (7) del gruppo (1) di riempimento ed un secondo elemento essendo collegato all’ otturatore (3).
3. 3. Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi per iniettare un fluido a pressione prestabilita aH’intemo del corpo tubolare (5) per provocarne la contrazione e muovere l’otturatore (3).
4. 4. Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto corpo tubolare (5) presenta almeno un primo rivestimento in materiale polimerico a tenuta di pressione ed almeno un secondo rivestimento in fibre ad elevata resistenza.
5. 5. Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che dette fibre presentano una disposizione romboidale.
6. 6. Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti mezzi (4) di movimentazione comprendono inoltre almeno un elemento elastico (8) per mantenere o riportare l’otturatore (3) in posizione di chiusura della bocca di erogazione.
7. 7. Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto elemento elastico (8) è sostanzialmente una molla disposta in posizione coassiale ed esternamente al corpo tubolare (5).
8. 8. Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto elemento elastico (8) è sostanzialmente una molla disposta in posizione coassiale ed internamente al corpo tubolare (5).
9. 9. Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che i mezzi (4) di movimentazione sono disposti internamente al condotto (2) di alimentazione del liquido e da esso separati mediante un rivestimento (9) di protezione.
10. 10. Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che i mezzi (4) di movimentazione sono disposti almeno parzialmente in posizione esterna al condotto (2) di alimentazione del liquido.
11. 11. Impianto di riempimento, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un gruppo (1) valvola di riempimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.