ITPR20150024A1 - Metodo e dispositivo di riempimento con predosaggio di liquido - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

TITOLO: METODO E DISPOSITIVO DI RIEMPIMENTO CON

PREDOSAGGIO DI LIQUIDO

CAMPO DI APPLICAZIONE DELL?INVENZIONE

Il presente trovato si inserisce nel campo dei sistemi e metodi di riempimento industriale di contenitori.

STATO DELL?ARTE

Le riempitici funzionano con i seguenti meccanismi:

- a sifone in cui dei sifoni pescano il liquido in una vaschetta centrate posta ad un livello leggermente pi? alto di quello delle bottiglie e collegano questa vaschetta alle bottiglie da riempire. Il principio di funzionamento ? quello dei vasi comunicanti.

- per gravit? quando il liquido da imbottigliare ? posto pi? in alto delle bottiglie che vengono riempite per caduta del Liquido stesso.

- per depressione quando il liquido da imbottigliare, che si trova a pressione atmosferica, viene immesse nella bottiglia per effetto del vuoto create all?interno della stessa.

- per pressione, detto anche sistema isobarico in cui si crea all?interno della bottiglia una pressione uguale a quella del liquido da imbottigliare. Questa tecnica ? adatta per il trattamento in maniera completamente automatica di contenitori di vetro o di materiale plastico con liquidi gassati, ma anche per quelli piatti non densi.

- Riempimento isobarico tramite misuratori di flusso nel quale la quantit? di prodotto dosato ? determinata dal misuratore stesso

- In tutti i sistemi sopra elencati il dosaggio ? del tipo on/off quindi a velocit? costante.

Genericamente in una riempitrice isobarica ? una macchina rotativa del tipo a giostra in cui la bottiglia introdotta si posiziona sotto la valvola di riempimento

Constatata la presenza della bottiglia (mediante sensore) una volta che la stessa ? in tenuta contro la valvola di riempimento pu? avere inizio il processo di riempimento.

All'apertura di una valvola del gas parte della pressione esistente nella vasca del liquido agisce all?interno della bottiglia per effettuare la compensazione delle pressioni.

Una volta effettuata l'equilibratura di pressione tra la vasca e l'interno della bottiglia, si apre la valvola del liquido dando inizio alla fase di riempimento. Prima dell'uscita della bottiglia, una valvola di sfiato riduce dolcemente la pressione in bottiglia (sgasatura)

ESPOSIZIONE E VANTAGGI DEL TROVATO

Uno scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione della tecnica un metodo e un dispositivo per ottenere un riempimento con velocit? variabile e riempire un contenitore sino all?orlo (raso bocca), nell?ambito di una soluzione semplice razionale e dal costo piuttosto contenuto.

Oggi tali risultati sono ottenuti con valvole di apertura con comando variabile (apertura modulante).

Tali ed altri scopi sono raggiunti grazie alle caratteristiche dell?invenzione riportante nella rivendicazione indipendente 1. Le rivendicazioni dipendenti delineano aspetti preferiti e/o particolarmente vantaggiosi dell?invenzione.

In particolare, una forma di attuazione della presente invenzione rende disponibile un metodo di riempimento in cui si prevede di effettuare il riempimento con due dosaggi separati di prodotto, ovvero un primo e un secondo dosaggio di fluido da destinare al contenitore, in cui :

a. la somma di prodotto inviato in detti due dosaggi corrisponde al volume del contenitore da riempire, b. il quantitativo di prodotto di detto primo dosaggio viene introdotto nel contenitore successivamente all?introduzione del quantitativo di prodotto di detto secondo dosaggio.

La tipologia di macchina a cui l?invenzione si riferisce sono le riempitrici di liquidi con misuratore di flusso, ovvero prodotti piatti e/o gasati. Particolarmente il trovato ? efficace e valido per riempitrice isobariche in pressione e per macchine prodotti piatti a pressione atmosferica.

Il metodo viene attuato da un dispositivo di riempimento, per il riempimento di contenitori, del tipo comprendente almeno:

? Un gruppo testa o valvola di riempimento che comprende attacchi per il collegamento di ? un serbatoio di contenimento prodotto a livello (H) costante e

? un misuratore di flusso

? valvole di intercettazione fluido

? condotti di collegamento con detto gruppo testa o valvola di riempimento, con i quali inviare il prodotto nel contenitore e mantenere adeguato battente pietzometrico, pre il riempimento secondo l?invenzione.

Eventualmente, nel caso di riempimento isobarico in pressione, potranno essere previsti:

? un serbatoio di gas in pressione,

? un serbatoio di gas di scarico

Vantaggiosamente il dispositivo prevede un primo dosaggio tramite apertura valvola dedicata (inferiore al volume della bottiglia da riempire), dosaggio che avviene prima dell?apertura della valvola di riempimento bottiglia, in modo tale che il prodotto viene ad occupare i condotti interni della valvola di riempimento e in parte o tutto un condotto di collegamento ausiliario al serbatoio.

In pratica il dispositivo attua una precarica di prodotto nel gruppo valvola prima della fase di riempimento nel contenitore o bottiglia da riempire; la fase precaricata viene successivamente inviata al contenitore consentendo un riempimento a velocit? decrescente, tendente a zero, che evita la formazione di turbolenze e schizzi quindi permette il riempimento raso bocca tipico del riempimento a caldo.

Detti scopi e vantaggi sono tutti raggiunti dal metodo e dispositivo, oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto previsto nelle sotto riportate rivendicazioni.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di alcune forme di realizzazione illustrate, a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno.

- Figura 1: illustra il dispositivo di riempimento in condizioni di non operative, macchina in attesa,

- Figura 2: illustra la fase di precarica iniziale,

- Figura 3: illustra la fase in cui la bottiglia ? pressurizzata prima del riempimento; l?esempio che si riferisce a riempimento in pressione,

- Figura 4: illustra la fase di riempimento bottiglia, - Figura 5: illustra la condizione in cui si trova il dispositivo a fine dosaggio,

- Figura 6: illustra il diagramma ?Velocit? di riempimento, volume inviato in bottiglia?.

- Figura 7: illustra la fase di completo riempimento, - Figura 8: illustra ancora il diagramma di figura 6, con andamento curvilineo decrescente del riempimento,

- Figura 9: illustra la fase di decompressione

- Figura 10 e 11: illustrano una variante della fase di precarica iniziale.

DESCRIZIONE DEL TROVATO

La descrizione seguente far? riferimento al caso di un dispositivo di riempimento per riempitrice isobariche in pressione tuttavia potr?, con le dovute accortezze tecniche del caso, essere adatta anche per macchine prodotti piatti a pressione atmosferica.

Come gi? detto in precedenza, in via generale il riempimento comporta l?uso di valvole di riempimento del tipo servoassistito con comandi automatici delle varie fasi, quali:

? Iniezione del gas contenuto nel serbatoio prodotto, che percorrendo l?interno del beccuccio, permette di ottenere l?isobarometria tra bottiglia e serbatoio stesso,

? Riempimento del prodotto (con velocit? di deflusso in funzione del livello impostato nel serbatoio) ? Decompressione per riportare la bottiglia a pressione atmosferica.

Durante il riempimento, che avviene per caduta, il prodotto viene inviato verso l?interno della bottiglia e il gas contenuto nelle bottiglie ritorna nella parte superiore del serbatoio prodotto.

All?interno del serbatoio prodotto vi ? una pressione di gas necessaria a mantenere in equilibrio il prodotto in esso contenuto.

Nell?ottica di un sistema di riempimento di questo tipo, si descrive l?invenzione.

SCHEMA MACCHINA

Con 1 si identifica il serbatoio di alimentazione di prodotto a livello H costante. Il prodotto, di seguito chiamato anche fluido o liquido, viene indicato con viene rappresentato con apposito tratteggio (campitura) all?interno del serbatoio 1; successivamente anche lungo il condotto 23, all?interno della valvola 4 e nel condotto 20.

Con 2 i identifica un misuratore di flusso che, posto lungo un condotto 23 di uscita prodotto, misura il quantitativo di prodotto inviato alla valvola 3, valvola di intercettazione prodotto misurato.

Con 4 si identifica invece la valvola, o l?otturatore, di riempimento liquido, parte del gruppo di riempimento, di tipo noto.

Nel caso di riempimento in pressione, con 15 si identifica il ritorno gas dalla bottiglia.

Con 20 si identifica invece un condotto ausiliario che collega i condotti interni del gruppo valvola alla parte superiore del serbatoio 1 di alimentazione prodotto. Inoltre, la parte superiore ? altres? in congiunzione con un serbatoio 21 mediante condotto 22. Pertanto, nel caso di esempio, il serbatoio 1 ? parzialmente riempito di prodotto (liquido) e la rimanente quantit? da gas in pressione.

Quindi anche il condotto 20, nella configurazione di macchina in attesa, contiene gas in pressione.

La quantit? di liquido nel serbatoio 1, definisce un battente pietzometrico posto a una quota H superiore rispetto alla valvola 4 di uscita prodotto.

Si descrivono nella sequenza le fasi di riempimento o dosaggio, previste dall?invenzione.

FASE 1 ? si prevede un primo dosaggio tramite apertura della valvola 3; detto primo dosaggio sar? inferiore al volume della bottiglia da riempire; il primo dosaggio definisce una quota H1; il primo dosaggio avviene prima dell?apertura della valvola di riempimento,

FASE 2 - Viene posizionata la bottiglia 30 sotto la valvola di riempimento e, nell?esempio, la si pressurizza,

FASE 3 ? dopodich? si provvede ad aprire l?otturatore della valvola 4 contemporaneamente a valvola 3 e inizia il riempimento della bottiglia e, poich? la valvola 3 ha una portata superiore alla valvola 4, parte del prodotto dosato va in bottiglia e parte va ad aumentare il livello H1 del prodotto contenuto nella valvola di riempimento sino a raggiungere il livello H del serbatoio nell?apposito condotto 20. Nel frattempo il misuratore di flusso esegue il conteggio.

FASE 4 - Quando il valore misurate nel secondo dosagigo raggiunge il valore che, sommato al primo, equivale al volume della bottiglia, la valvola 3 si chiude e

FASE 5 - il riempimento continua sino allo scarico completo del prodotto in precedenza precaricato. La velocit? di riempimento di questa quantit? di liquido (ossia quella corrispondente a detto primo dosaggio) ? decrescente dipendendo dal battente pietzometrico che diminuisce progressivamente.

In tal modo il riempimento prevede di effettuare il riempimento con due dosaggi separati di prodotto, ovvero un primo e un secondo dosaggio di fluido da destinare al contenitore, in cui:

a. la somma di prodotto inviato in detti due dosaggi corrisponde al volume del contenitore da riempire, b. il quantitativo di prodotto di detto primo dosaggio viene introdotto nel contenitore successivamente all?introduzione del quantitativo di prodotto di detto secondo dosaggio

Secondo una prima forma di attuazione, il primo dosaggio avviene riempiendo almeno parzialmente la testa di riempimento associata al contenitore da riempire, quindi con un?altezza H1 inferiore a H.

In alternativa, e come anche descritto meglio al termine di questa descrizione, il primo dosaggio potr? avvenire inviando quantitativo di fluido che consente il raggiungimento del livello H di liquido del serbatoio.

In entrambi i casi suddetti, i dosaggi di prodotto avvengono in momenti separati: il primo dosaggio avviene prima di aprire la valvola 4, ad esempio prima di connettere/pressurizzare il contenitore per il suo riempimento, il secondo a seguito della sua pressurizzazione. In altri termini:

- un primo dosaggio tramite apertura valvola 3, dosaggio inferiore al volume della bottiglia da riempire, quindi - il posizionamento della bottiglia sotto una valvola 4 di riempimento e apertura dell?otturatore della valvola 4 contemporaneamente a detta valvola 3, a seguito della quale si ha

- l?inizio del riempimento della bottiglia, riempimento che dura fino al raggiungimento del valore che, sommato al primo dosaggio, equivale al volume della bottiglia, dopodich? si chiude la valvola 3 e

- il riempimento continua sino allo scarico completo del prodotto precaricato e quindi chiusura della valvola 4 di riempimento.

L?invenzione rivendica non solo il metodo ma anche il dispositivo e la macchina che supporta la pluralit? di detti dispositivi.

Il dispositivo di riempimento, per il riempimento di contenitori, comprende quindi almeno:

- Un gruppo testa o valvola di riempimento che comprende attacchi per il collegamento di

- un serbatoio di contenimento prodotto a livello (H) costante

- un misuratore di flusso,

- valvole 3 e 4 di intercettazione fluido,

- condotti 20, 23 di collegamento con detto gruppo testa o valvola di riempimento, con i quali inviare il prodotto e mantenere adeguata pressione nel contenitore per un riempimento in pressione,

- eventuale serbatoio di gas in pressione,

- eventuale serbatoio di gas di scarico.

Il dispositivo esegue un primo dosaggio tramite apertura valvola 3 (inferiore al volume della bottiglia da riempire), e prima dell?apertura della valvola 4, ovvero anche il posizionamento della bottiglia.

Il fluido fluisce nel condotto 23 e viene ad occupare i condotti interni della valvola di riempimento e in parte o tutto il condotto 20 di collegamento al serbatoio, nell?esempio quello lato gas. Il misuratore 2 di flusso comincia un primo conteggio.

Dopodich?, a seguito del rilevamento presenza bottiglia sotto la valvola 4 di riempimento, ed eventualmente pressurizzata, viene aperto l?otturatore della valvola 4 contemporaneamente alla valvola 3 e inizia il riempimento della bottiglia. La portata di prodotto dalla valvola 4 ? inferiore alla portata inviata dalla valvola 3 parte del prodotto dosato va in bottiglia e parte va ad aumentare il livello H1 del prodotto contenuto nella valvola di riempimento sino a raggiungere il livello H del serbatoio nell?apposito condotto 20.

Il misuratore 2 di flusso effettua un secondo conteggio; quando il secondo conteggio raggiunge il valore che sommato al primo conteggio equivale al volume necessario (predeterminato) della bottiglia, il dispositivo chiude la valvola 3: il riempimento continua sino allo scarico completo del prodotto inviato (in precedenza), quindi contenuto nel corpo della valvola di riempimento 4 e in parte nel condotto 20.

La velocit? di riempimento di questa quantit? di liquido (primo dosaggio) ? decrescente dipendendo dal battente pietzometrico che diminuisce progressivamente. Il serbatoio mantiene il prodotto a un livello (H) costante rispetto alla bocca di uscita della valvola di riempimento.

Come illustrato nelle figure 10 e 11, la fase di precarica iniziale pu? variare nella quantit? di prodotto precaricato.

Variando il livello H1 iniziale in precarica si varia la velocit? di inizio riempimento nel contenitore. In figura 11 la precarica raggiunge un livello H1 pari al battente pietzometrico del livello H di prodotto nel serbatoio; in questa condizione il secondo dosaggio, come illustra il grafico di figura 12, parte subito a velocit? di riempimento stabilizzata.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di riempimento di contenitori (30) mediante almeno un prodotto, caratterizzato dal fatto che prevede di effettuare il riempimento di prodotto contenuto in un serbatoio e posto ad una quota (H) superiore rispetto all?ingresso di riempimento, con due dosaggi separati di prodotto, ovvero un primo e un secondo dosaggio di fluido da destinare al contenitore, in cui: a. la somma di prodotto inviato in detti due dosaggi corrisponde al volume del contenitore da riempire, b. il quantitativo di prodotto di detto primo dosaggio viene introdotto nel contenitore successivamente all?introduzione del quantitativo di prodotto di detto secondo dosaggio detto primo dosaggio corrisponde a un quantitativo di prodotto a un livello (H1) inferiore o pari al livello (H) corrispondente al battente pietzometrico del prodotto contenuto nel serbatoio (1).
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti dosaggi separati di prodotto avvengono in momenti separati, il primo dosaggio prima di aprire la valvola di riempimento con il contenitore.
3. 3. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che prevede nell?ordine: a. Il primo dosaggio tramite apertura valvola del serbatoio, dosaggio inferiore al volume della bottiglia da riempire b. il posizionamento della bottiglia sotto una valvola di riempimento e tramite valvola pressurizzata apertura dell?otturatore di detta valvola contemporaneamente alla valvola del serbatoio; ed in cui la valvola del serbatoio ha una portata maggiore della valvola di riempimento, c. inizio del riempimento della bottiglia, riempimento che dura fino al raggiungimento del valore che, sommato al primo dosaggio, equivale al volume della bottiglia, dopodich? si chiude la valvola e d. il riempimento continua sino allo scarico completo del prodotto contenuto nel corpo della valvola di riempimento.
4. 4. Dispositivo di riempimento, per il riempimento di contenitori (30), del tipo comprendente almeno un gruppo testa o valvola (4) di riempimento che comprende attacchi per il collegamento di: a. un serbatoio (1) di contenimento prodotto a livello (H) costante, b. un misuratore (2) di flusso, c. valvole (3, 4) di intercettazione fluido, in cui la valvola (3) del serbatoio ha una portata maggiore della valvola (4) di riempimento, d. condotti (20, 23) di collegamento con detto gruppo testa o valvola di riempimento, con i quali inviare il prodotto, caratterizzato dal fatto che il dispositivo esegue, tramite apertura valvola (3), un primo dosaggio del quantitativo di prodotto, inferiore al volume della bottiglia da riempire prima dell?apertura della valvola (4) cosicch? detto prodotto raggiunge una quota (H1); una volta posizionata la bottiglia sotto la valvola di riempimento, il dispositivo apre l?otturatore della valvola (4) contemporaneamente alla valvola (3) e inizia il riempimento; il dispositivo chiude la valvola (3) e il riempimento continua sino allo scarico completo del prodotto inviato in precedenza.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4 caratterizzato che il serbatoio mantiene il prodotto a un livello (H) costante rispetto alla bocca di uscita della valvola di riempimento.
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 4 caratterizzato che pu? comprendere in aggiunta serbatoi di gas per la pressurizzazione della bottiglia eseguendo un riempimento in pressione.
7. 7. Una macchina di riempimento comprendente pi? dispositivi di riempimento secondo la rivendicazione 6.