ITPR20070015A1

ITPR20070015A1 - Valvola di riempimento

Info

Publication number: ITPR20070015A1
Authority: IT
Inventors: Marco Botti; Roberto Puglia
Original assignee: Sbc Bottling & Canning S P A
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2008-09-20
Also published as: WO2008114187A1

Description

DESCRIZIONE

“VALVOLA DI RIEMPIMENTO”,

La presente invenzione ha per oggetto una valvola di riempimento.

Il presente trovato si riferisce in particolare al settore alimentare, nel quale trovalo impiego macchine riempitrici, ovvero macchine per riempire una pluralità di contenitori con un prodotto liquido.

Le riempitrici generalmente comprendono una giostra provvista di una pluralità di valvole di riempimento, ciascuna delle quali viene attivata e disattivata durante il movimento della valvola stessa solidalmente alla giostra.

Ciascuna valvola di riempimento ordinariamente comprende un otturatore mobile tra una posizione di apertura e una posizione di chiusura, potendo assumere anche una posizione intermedia, per parzializzare il flusso di prodotto introdotto nei contenitori in fase di riempimento.

Per quanto riguarda le valvole di riempimento con otturatore mobile tra una posizione di apertura, una di chiusura e una intermedia, sono note soluzioni tecniche che prevedono l'impiego di un primo e un secondo pistone mobili in un alloggiamento lungo un proprio asse longitudinale. Il primo pistone è connesso all'otturatore ed è mobile tra una posizione di chiusura, in corrispondenza di un fine corsa inferiore e una posizione di apertura, in corrispondenza di un fine corsa di apertura. Il secondo pistone è mobile tra una posizione di non interferenza con il primo pistone e una seconda posizione, in cui definisce un fine corsa per il primo pistone, quando quest'ultimo (solidalmente all'otturatore) si trova nella posizione intermedia.

Nelle soluzioni note, almeno il primo pistone è a doppio effetto, in modo da poter essere spostato sia nel verso di apertura che in quello di chiusura.

Inoltre, le soluzioni note prevedono elementi di vincolo per limitare la corsa di ciascuno dei due pistoni. In particolare, sono presenti un primo e un secondo elemento di vincolo per limitare la corsa del secondo pistone e corrispondenti elementi di vincolo per limitare la corsa del primo pistone (nelle posizioni di apertura e di chiusura).

Al fine di ottimizzare il riempimento in funzione del prodotto di riempimento e dei contenitori da riempire, è previsto che la posizione intermedia dell’otturatore possa essere variata.

In questa luce, sono note soluzioni tecniche che prevedono che uno degli elementi di vincolo del primo pistone sia regolabile, per spostare un fine corsa del primo pistone. Altre soluzioni tecniche prevedono che uno degli elementi di vincolo del secondo pistone sia regolabile, per spostare un fine corsa del secondo pistone.

Tuttavia, le soluzioni tecniche note comportano alcune limitazioni.

Innanzi tutto, non consentono di regolare in modo efficiente l'escursione del primo pistone ovvero dell'otturatore, dalla posizione di chiusura a quella di chiusura e dalla posizione di chiusura a quella intermedia.

Inoltre, le soluzioni tecniche note non consentono di annullare in fase di regolazione le tolleranze di costruzione, con la conseguenza di introdurre errori nelle regolazioni delle escursioni dell'otturatore. Un ulteriore inconveniente è dato dal fatto che gli elementi di vincolo non sono tutti regolabili indipendentemente, ciò impedendo una completa e corretta regolazione / taratura della valvola.

Scopo del presente trovato è quello di eliminare i suddetti inconvenienti e di rendere disponibile una valvola di riempimento con otturatore a tre posizioni regolabili in modo preciso, con possibilità di annullare l'effetto delle tolleranze di lavorazione.

Detto scopo è pienamente raggiunto dalla valvola oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate ed in particolare per il fatto che ciascuno di detti primo e secondo elemento di vincolo è regolabile indipendentemente dall'altro per spostare assialmente il corrispondente fine corsa del secondo pistone. Secondo un altro aspetto del presente trovato, la valvola di riempimento comprende preferibilmente una molla disposta nell 'alloggiamento del corpo valvola in modo da esercitare un’azione di spinta sul primo pistone nel verso di apertura, con il vantaggio di utilizzare pistoni a singolo effetto, senza necessità di impiegare pistoni a doppio effetto.

Secondo un altro aspetto del presente trovato, detti primo e secondo elemento di vincolo possono essere regolabili in modo da bloccare il secondo pistone in contatto con il primo pistone, quando quest'ultimo è in una posizione di chiusura della valvola; ciò consente, vantaggiosamente, di annullare i giochi dovuti alle tolleranze di lavorazione.

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

- la figura 1 illustra una valvola secondo il presente trovato, in vista sezionata;

- la figura 2 illustra la valvola di figura 1, in una condizione operativa di chiusura;

- la figura 3 illustra la valvola di figura 1, in una condizione operativa di apertura;

- la figura 4 illustra la valvola di figura 1, in una condizione operativa di parzializzazione;

- la figura 5 illustra la valvola di figura 1, in una prima fase di regolazione;

- la figura 6 illustra la valvola di figura 1, in una seconda fase di regolazione;

- la figura 7 illustra la valvola di figura 1, in una terza fase di regolazione;

- la figura 8 illustra la valvola di figura 1, in una quarta fase di regolazione;

- la figura 9 illustra la valvola di figura 1, in una quinta fase di regolazione;

- la figura 10 illustra la valvola di figura 1, in vista laterale.

Nelle figure, si è indicata con 1 una valvola di riempimento secondo il presente trovato.

La valvola comprende un otturatore 2 atto ad aprire o chiudere un condotto 3 per il passaggio dei prodotti da introdurre nei contenitori in fase di riempimento.

Con 4 si è indicato un primo pistone, avente una prima estremità 5 e una seconda estremità 6. Il primo pistone 4 è mobile in un alloggiamento almeno parzialmente definito all'intemo di un corpo valvola 7.

L'otturatore 2 è fissato alla prima estremità 5 del primo pistone 4 e si muove solidalmente ad esso.

Con 8 si è indicato un secondo pistone, anch'esso mobile in detto alloggiamento.

Tale alloggiamento si sviluppa lungo un asse longitudinale. Il primo pistone 4 e il secondo pistone 8 sono mobili assialmente lungo detto asse longitudinale. Inoltre, il primo pistone 4 e il secondo pistone 8 sono allineati lungo detto asse longitudinale, in modo che il primo pistone 4 risulti interposto tra l'otturatore 2 e il secondo pistone 8.

In tal modo, un'estremità 9 del secondo pistone 8 interagisce con la seconda estremità 6 del primo pistone 4 per definire un fine corsa per il primo pistone 4.

Con 10 si è indicata una molla, disposta in detto alloggiamento in modo da esercitare un'azione di spinta sul primo pistone 4 nel verso di apertura. Tale verso di apertura corrisponde a un movimento dell'otturatore 2 tale da aprire il condotto 3; viceversa, un verso opposto di chiusura corrisponde a un movimento dell'otturatore 2 tale da chiudere il condotto 3.

Si osservi che la molla 10 può essere sostituita da qualsiasi altro mezzi di richiamo, ovvero qualunque mezzo di movimentazione attivo sul primo pistone 4 per movimentarlo nel verso di apertura,

La valvola 1 comprende anche un primo attuatore operativamente attivo sul primo pistone 4 per movimentarlo nel verso di chiusura e un secondo attuatore operativamente attivo sul secondo pistone 8 per movimentarlo nel verso di chiusura.

Tali attuatori (non illustrati nelle figure) sono preferibilmente di tipo pneumatico e sono comunque noti al tecnico del ramo. Tuttavia, è previsto anche di utilizzare attuatori di altro tipo (come per esempio attuatori costituiti da un motore elettrico abbinato a un riduttore).

Nella preferita forma realizzativa illustrata, il primo attuatore pneumatico è connesso a un primo ingresso 1 1 , attraverso cui inserisce il fluido per la movimentazione del primo pistone 4; il secondo attuatore pneumatico è connesso a un secondo ingresso 12, attraverso cui inserisce il fluido per la movimentazione del secondo pistone 8. Il secondo ingresso 12 è in comunicazione con detto alloggiamento in cui scorre il secondo pistone 8 attraverso un foro avente sviluppo sostanzialmente radiale, rispetto a detto asse longitudinale definito dai pistoni (4 e 8) e dall'alloggiamento.

Nella preferita forma realizzativa illustrata, il secondo pistone 8, originalmente, definisce internamente un passaggio 13 per il fluido di movimentazione del primo pistone 4, iniettato attraverso il primo ingresso 11 dal primo attuatore.

La corsa del primo pistone 4 determina la sezione (massima) di passaggio del fluido di riempimento in uscita dal condotto 4, nella posizione di apertura della valvola 1. Tale corsa è definita da un fine corsa per il primo pistone 4 nel verso di apertura,

Nella valvola 1, detto fine corsa di apertura massima per il primo pistone 4 è costituito, originalmente, dal secondo pistone 8. In questa luce, si osservi che l'alloggiamento in cui si muovono il primo e il secondo pistone, originalmente, è privo di battute o di altri mezzi atti a limitare la corsa del primo pistone 4 nel verso di apertura.

La corsa del secondo pistone 8 è delimitata, nel verso di apertura, da un primo elemento di vincolo 14 e, nel verso di chiusura, da un secondo elemento di vincolo 15.

Quando agisce il primo elemento di vincolo 14, ovvero quando il secondo pistone 8 si trova a fine corsa nel verso di apertura, il secondo pistone 8 stesso, originalmente, definisce (con la sua estremità 9) un fine corsa per il primo pistone 4, limitandone la corsa nel verso di apertura. Quando agisce il secondo elemento di vincolo 15, ovvero quando il secondo pistone 8 si trova a fine corsa nel verso di chiusura, esso definisce (la sua estremità 9) una posizione intermedia per il primo pistone 4, limitandone la corsa nel verso di apertura in modo che la valvola risulti parzializzata (ossia con Torturatore 2 in una posizione intermedia tra quella di totale apertura e quella di chiusura).

Si osservi che con le espressioni "verso di apertura" e "verso di chiusura" si fa riferimento sempre al verso secondo cui Torturatore apre o chiude la valvola, a prescindere che dette espressioni siano riferite al primo o al secondo pistone, essendo i pistoni allineati e mobili lungo la stessa direzione.

Nella preferita forma realizzativa illustrata, il primo elemento di vincolo 14 è associato al corpo valvola 7. In particolare, il primo elemento di vincolo 14 comprende una propria boccola 16 associata al corpo valvola 7 in modo da risultare mobile rispetto ad esso lungo detto asse longitudinale. Per esempio, la boccola 16 è accoppiata al corpo valvola 7 mediante un accoppiamento filettato. Inoltre, il primo elemento di vincolo 14 comprende preferibilmente una propria ghiera 17 interagente con la boccola 16 per bloccarla in una posizione desiderata. In tal modo, la posizione del primo elemento di vincolo 14 risulta regolabile nella direzione longitudinale di movimentazione dei pistoni 4 e 8.

Sempre nella preferita forma realizzativa illustrata, il secondo elemento di vincolo 15 è associato al secondo pistone 8. In particolare, il secondo elemento di vincolo 15 comprende una propria boccola 18 associata al secondo pistone 8 in modo da risultare mobile rispetto ad esso lungo detto asse longitudinale. Per esempio, la boccola 18 è accoppiata al secondo pistone 8 mediante un accoppiamento filettato. Inoltre, il secondo elemento di vincolo 15 comprende preferibilmente una propria ghiera 19 atta a bloccare la boccola 18 in una posizione desiderata. In tal modo, la posizione del secondo elemento di vincolo 15 risulta regolabile nella direzione longitudinale di movimentazione dei pistoni 4 e 8.

Pertanto, i fine corsa del secondo pistone 8 risultano, originalmente, entrambi regolabili nella direzione longitudinale di movimentazione dei pistoni 4 e 8.

Operativamente, la valvola 1 secondo il presente trovato funziona nel modo seguente.

Quando il primo attuatore è attivo, esso movimenta il primo pistone 4 nel verso di chiusura vincendo la resistenza della molla 10; pertanto, la valvola è nella posizione di chiusura, come illustrato nella figura 2. In questo caso il secondo attuatore è preferibilmente ma non necessariamente inattivo.

Quando entrambi gli attuatori sono inattivi, il primo pistone 4 è soggetto all'azione della molla 10, che lo movimenta nella direzione di apertura; il primo pistone 4 a sua volta agisce sul secondo pistone 8 movimentandolo nel verso di apertura, finché non interviene il primo elemento di vincolo 14 a bloccarne la corsa. In tale situazione (illustrata nella figura 3) la valvola 1 è nella posizione di apertura. In tale situazione, l'apertura deH'otturatore 2 è determinata dal primo elemento di vincolo 14, che definisce il fine corsa per il secondo pistone 8 (e di conseguenza anche per il primo pistone 4) nel verso di apertura. Pertanto, regolando la posizione del primo elemento di vincolo 14, è possibile regolare l'apertura della valvola 1 nella posizione di apertura (apertura massima).

Quando il primo attuatore è inattivo e, allo stesso tempo, il secondo attuatore è attivo, il secondo attuatore movimenta il secondo pistone 8 nel verso di chiusura (vincendo la resistenza della molla 10 che agisce sul secondo pistone 8 indirettamente, attraverso il primo pistone 4). In tale situazione, il secondo elemento di vincolo 15 è attivo sul secondo pistone 8, limitandone la corsa nel verso di chiusura. Pertanto, la valvola I è nella posizione intermedia (ossia di parzializzazione), come illustrato nella figura 4. In tale configurazione operativa, il primo pistone è soggetto all'azione della molla 10, che lo movimenta nel verso di apertura fino a che la seconda estremità 6 del primo pistone 4 non si trova a contatto con l'estremità 9 del secondo pistone 8, il quale definisce un fine corsa per il primo pistone 4 nel verso di apertura. Pertanto, regolando la posizione del secondo elemento di vincolo 15, è possibile regolare l'apertura della valvola 1 nella posizione di parzializzazione. Va osservato che la valvola 1 è originalmente configurata in modo che detti primo e secondo elemento di vincolo siano entrambi regolabili. Inoltre, detti elementi di vincolo sono originalmente regolabili indipendentemente l'uno dall'altro.

Il presente trovato consente alcuni importati vantaggi.

In primo luogo, la valvola 1 consente di regolare l'apertura dell'otturatore 2 sia nella posizione di apertura che in quella di parzializzazione, agendo sul primo o sul secondo elemento dì vincolo, rispettivamente, per limitare la corsa del secondo pistone 8.

Inoltre, il presente trovato consente di annullare, in fase di regolazione, linfluenza delle tolleranze di lavorazione dei pistoni, garantendo così una regolazione particolarmente precisa e accurata.

Tale annullamento delle tolleranze di lavorazione prevede l'applicazione di un procedimento originale, secondo quanto descritto nel seguito.

Si osservi anche che il presente trovato è vantaggioso in quanto particolarmente semplice ed economico da realizzare. Infatti, esso consente di realizzare una valvola di riempimento a tre posizioni (totalmente chiusa, totalmente aperta e parzializzata) utilizzando due pistoni, ciascun pistone essendo del tipo a semplice effetto, ovvero azionabile mediante mezzi di movimentazione (per esempio pneumatici) in un unico verso di movimentazione. Al contrario, le soluzioni note prevedevano che almeno uno dei due pistoni fosse a doppio effetto (ovvero movimentabile in entrambi i versi). In tal modo, il presente trovato consente una ulteriore riduzione di costi, in quando non richiede necessariamente la presenza di una valvola a tre vie per alimentare i mezzi di movimentazione dei pistoni.

Passiamo ora a descrivere il procedimento di regolazione / taratura preliminare della valvola 1 ed in particolare dei suoi elementi di vincolo 14 e 15, per definire la apertura massima e quella parzializzata.

Tale procedimento prevede le seguenti fasi.

Una prima fase (figura 5) prevede di gestire la valvola 1 nella configurazione di chiusura, ovvero con entrambi gli attuatori inattivi. In tale configurazione, detta prima fase prevede di spostare il primo elemento di vincolo 14 e il secondo elemento di vincolo 15 nel verso di chiusura, in modo tale che:

- il primo elemento di vincolo 14 sia in contatto con il secondo pistone 8, bloccandolo contro il primo pistone 4, che è nella posizione di chiusura; - il secondo elemento di vincolo 15 sia in contatto con il secondo pistone 8.

Tale configurazione è illustrata nella figura 5.

Una seconda fase prevede di posizionare il primo elemento di vincolo 14 a una distanza prefissata rispetto alla posizione assunta nella configurazione della prima fase. In altre parole, la seconda fase prevede di spostare il primo elemento di vincolo 14 nel verso di apertura di una quantità prefissata (corrispondente all'apertura dell'otturatore 2 nella posizione parzializzata).

Secondo la preferita forma realizzativa illustrata, la seconda fase comprende a sua volta due fasi intermedie.

Una prima fase intermedia della seconda fase prevede lo spostamento nel verso di apertura della boccola 16 del primo elemento di vincolo 14 (a questa fase intermedia corrisponde la configurazione della valvola 1 illustrata nella figura 6).

Una seconda fase intermedia della seconda fase prevede lo spostamento nel verso di apertura della ghiera di bloccaggio 17 del primo elemento di vincolo 14 (a questa fase intermedia corrisponde la configurazione della valvola 1 illustrata nella figura 7).

Una terza fase prevede di posizionare il secondo elemento di vincolo 15 a una distanza prefissata rispetto alla posizione assunta nella configurazione della seconda fase. In altre parole, la terza fase prevede di spostare il secondo elemento di vincolo 15 nel verso di apertura di una quantità prefissata (corrispondente all'apertura dell'otturatore 2 nella posizione aperta).

Secondo la preferita forma realizzativa illustrata, la terza fase comprende a sua volta due fasi intermedie.

Una prima fase intermedia della terza fase prevede lo spostamento nel verso di apertura della boccola 18 del secondo elemento di vincolo 15 (a questa fase intermedia corrisponde la configurazione della valvola 1 illustrata nella figura 8).

Una seconda fase intermedia della terza fase prevede lo spostamento nel verso di apertura della ghiera di bloccaggio 19 del secondo elemento di vincolo 15 (a questa fase intermedia corrisponde la configurazione della valvola 1 illustrata nella figura 9).

Si osservi che la seconda e la terza fase possono essere eseguite in ordine invertito. Al contrario, la prima fase deve necessariamente essere eseguita per prima.

In questa luce, si osservi che detti primo e secondo elemento di vincolo sono regolabili in modo da bloccare il secondo pistone 8 in contatto con il primo pistone 4, quando quesfultimo è in una posizione di chiusura della valvola 1, per annullare l'influenza delle tolleranze di lavorazione. Tale configurazione corrisponde alla prima fase di regolazione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Valvola (1) di riempimento comprendente: - un corpo valvola (7) definente un alloggiamento; - un primo pistone (4) mobile assialmente nell'alloggiamento; - un otturatore (2) connesso a una prima estremità (5) del primo pistone (4) e mobile solidalmente ad esso in un verso di chiusura e di apertura per chiudere e aprire la valvola, rispettivamente; - un secondo pistone (8) mobile assialmente nell'alloggiamento e allineato al primo pistone (4) in modo che una propria estremità (9) sia atta a interagire con una seconda estremità (6) del primo pistone (4) per definire un fine corsa per il primo pistone (4) stesso; - un primo attuatore operativamente attivo sul primo pistone (4) per movimentarlo nel verso di chiusura; - un secondo attuatore operativamente attivo sul secondo pistone (8) per movimentarlo nel verso di chiusura; - mezzi di richiamo (10) operativamente attivi sul primo pistone (4) per movimentarlo nel verso di apertura; - un primo e un secondo elemento di vincolo (14 e 15) atti a limitare la corsa del secondo pistone (8) nel verso di apertura e chiusura, rispettivamente, caratterizzata dal fatto che ciascuno di detti primo e secondo elemento di vincolo (14 e 15) è regolabile indipendentemente dall'altro per spostare assialmente il corrispondente fine corsa del secondo pistone (8), e dal fatto che il secondo pistone (8) definisce un fine corsa di apertura massima per il primo pistone (4).
2. Valvola secondo la rivendicazione 1, in cui detto primo attuatore è di tipo pneumatico.
3. Valvola secondo la rivendicazione 1 o la 2, in cui detto secondo attuatore è di tipo pneumatico.
4. Valvola secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detti mezzi di richiamo comprendono una molla disposta nell'alloggiamento del corpo valvola (7) in modo da esercitare un'azione di spinta sul primo pistone (4) nel verso di apertura.
5. Valvola secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto secondo elemento di vincolo (15) è associato al secondo pistone (8).
6. Valvola secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo elemento di vincolo (14) è associato al corpo valvola (7).
7. Valvola secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo elemento di vincolo (14) comprende una boccola (16) interagente con una ghiera (17) di regolazione e bloccaggio associate al corpo valvola (7).
8. Valvola secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il secondo elemento di vincolo (15) comprende una boccola (18) interagente con una ghiera (19) di regolazione e bloccaggio associate al secondo pistone (8).
9. Valvola secondo la rivendicazione 2, in cui detto primo attuatore pneumatico è operativamente attivo su detto primo pistone (4) attraverso un passaggio (13) per un fluido definito internamente al secondo pistone (8).
10. Valvola secondo la rivendicazione 3, in cui setto secondo attuatore pneumatico è operativamente attivo sul secondo pistone (8) attraverso un foro avente sviluppo sostanzialmente radiale, rispetto a un asse definito dai pistoni (4 e 8) e dall'alloggiamento.
11. Valvola secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detti primo e secondo elemento di vincolo (14 e 15) sono regolabili in modo da bloccare il secondo pistone (8) in contatto con il primo pistone (4), quando quest'ultimo è in una posizione di chiusura della valvola.