ITTO20120240A1 - FILLING DEVICE - Google Patents
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- Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: “DISPOSITIVO DI RIEMPIMENTO†of the patent for industrial invention entitled: â € œFILLING DEVICEâ €
La presente invenzione à ̈ relativa a un dispositivo di riempimento per il riempimento di un articolo con un prodotto versabile, in particolare un prodotto versabile alimentare. The present invention relates to a filling device for filling an article with a pourable product, in particular a pourable food product.
In particolare, il dispositivo di riempimento secondo la presente invenzione à ̈ atto a eseguire un riempimento “a caldo†, ossia a riempire gli articoli con un prodotto alimentare versabile a una temperatura maggiore della temperatura ambiente, ad esempio 80 gradi centigradi. In particular, the filling device according to the present invention is adapted to perform a â € œhotâ € filling, ie to fill the articles with a pourable food product at a temperature higher than the ambient temperature, for example 80 degrees centigrade.
Tale tipologia di riempimento à ̈ generalmente impiegata con prodotti alimentari versabili particolarmente sensibili, per esempio bevande energetiche, ai quali non à ̈ possibile addizionare un quantitativo rilevante di conservante. This type of filling is generally used with particularly sensitive pourable food products, for example energy drinks, to which it is not possible to add a relevant quantity of preservative.
Il dispositivo di riempimento secondo la presente invenzione à ̈ altresì atto a riempire l’articolo con un prodotto versabile gasato, ossia contenente anidride carbonica disciolta, a temperatura ambiente ossia a una temperatura compresa tra 4 e 22 gradi centigradi. The filling device according to the present invention is also suitable for filling the article with a carbonated pourable product, ie containing dissolved carbon dioxide, at room temperature, ie at a temperature between 4 and 22 degrees centigrade.
Sono note macchine riempitrici comprendenti una stazione di riempimento alimentata, in ingresso, con articoli vuoti e atta a fornire, in uscita, articoli riempiti con il prodotto versabile. Filling machines are known comprising a filling station fed, at the inlet, with empty articles and able to supply, at the outlet, articles filled with the pourable product.
La stazione di riempimento comprende essenzialmente una giostra girevole intorno ad un asse di rotazione, un serbatoio contenente il prodotto alimentare versabile e anidride carbonica, e una pluralità di dispositivi di riempimento supportati dalla giostra in posizione radialmente esterna rispetto all’asse di rotazione della giostra stessa. The filling station essentially comprises a carousel rotating around a rotation axis, a tank containing the pourable food product and carbon dioxide, and a plurality of filling devices supported by the carousel in a radially external position with respect to the rotation axis of the carousel. itself.
In maggiore dettaglio, la giostra à ̈ provvista di una pluralità di elementi di supporto di rispettivi articoli previsti per disporre bocche di riempimento di rispettivi articoli stessi in posizione inferiore ai rispettivi dispositivi di riempimento e per movimentare gli articoli stessi lungo una traiettoria ad arco di circonferenza intorno al suddetto asse di rotazione solidalmente ai rispettivi dispositivi di riempimento. In greater detail, the carousel is provided with a plurality of support elements for respective articles provided to arrange filling mouths of respective articles in a lower position than the respective filling devices and to move the articles themselves along an arc-circumference trajectory. around the aforementioned axis of rotation integrally with the respective filling devices.
Sono noti, ad esempio dalla domanda di brevetto US2010/0071802, dispositivi di riempimento collegati alla giostra e in grado di riempire gli articoli con un prodotto alimentare versabile caldo e di riempire gli articoli stessi con un prodotto alimentare versabile gasato a temperatura ambiente. For example, from patent application US2010 / 0071802, filling devices connected to the carousel and capable of filling the articles with a hot pourable food product and of filling the articles themselves with a carbonated pourable food product at room temperature are known.
In maggiore dettaglio, i dispositivi di riempimento descritti nella domanda sopracitata comprendono: In greater detail, the filling devices described in the aforementioned application include:
- una prima linea fluidica collegata a una porzione inferiore del serbatoio e avente un’apertura di versamento affacciata alla bocca di riempimento del rispettivo articolo; - a first fluidic line connected to a lower portion of the tank and having a pouring opening facing the filling mouth of the respective article;
- un otturatore scorrevole tra una posizione di apertura in cui definisce una luce di passaggio con la prima linea di fluidica e una posizione di chiusura in cui ostruisce una sezione della prima linea fluidica; - a shutter sliding between an opening position in which it defines a passage port with the first fluidic line and a closed position in which it obstructs a section of the first fluidic line;
- un primo condotto alloggiabile all’interno dell’articolo da riempire; - a first duct that can be housed inside the article to be filled;
- una prima camera fluidicamente collegata con il serbatoio; e - a first chamber fluidically connected to the tank; And
- una seconda linea fluidica, la quale collega fluidicamente il primo condotto con la prima camera. - a second fluidic line, which fluidically connects the first duct with the first chamber.
I dispositivi di riempimento di tipo noto comprendono, inoltre,: Known filling devices also comprise:
- una seconda camera fluidicamente collegata, da un lato, con un generatore di calore e una pompa, e dall’altro lato, con una porzione della prima linea fluidica disposta a valle del serbatoio e a monte della sezione ostruita dall’otturatore; e - a second fluidic chamber connected, on one side, with a heat generator and a pump, and on the other side, with a portion of the first fluidic line arranged downstream of the tank and upstream of the section obstructed by the shutter; And
- una prima valvola spostabile tra una posizione di apertura o chiusura in cui rispettivamente consente o impedisce il flusso del prodotto versabile dalla porzione della prima linea fluidica disposta a monte della sezione occlusa dall’otturatore verso la seconda camera. - a first valve which can be moved between an opening or closing position in which, respectively, it allows or prevents the flow of the pourable product from the portion of the first fluidic line arranged upstream of the section occluded by the shutter towards the second chamber.
Quando l’otturatore à ̈ disposto nella posizione di apertura, il prodotto versabile fluisce lungo la prima linea fluidica all’interno dell’articolo e contemporaneamente il gas contenuto all’interno dell’articolo ritorna, tramite il primo condotto e la seconda camera, all’interno del serbatoio. When the obturator is placed in the open position, the pourable product flows along the first fluidic line inside the article and at the same time the gas contained inside the article returns, through the first duct and the second chamber, inside the tank.
In particolare, la seconda linea fluidica comprende essenzialmente: In particular, the second fluidic line essentially includes:
- un secondo condotto collegato fluidicamente con la prima camera; - a second duct fluidically connected to the first chamber;
- un terzo e un quarto condotto entrambi collegati fluidicamente con il primo condotto; - a third and a fourth duct, both connected fluidly with the first duct;
- un quinto condotto collegato fluidicamente con il secondo condotto e presentante una strozzatura; - a fifth duct fluidically connected to the second duct and having a restriction;
- una seconda valvola spostabile tra una posizione di apertura e una posizione di chiusura in cui rispettivamente consente o impedisce il collegamento fluidico del terzo e il secondo condotto; e - a second valve which can be moved between an open position and a closed position in which, respectively, it allows or prevents the fluidic connection of the third and the second duct; And
- una terza valvola spostabile tra una posizione di apertura e una posizione di chiusura in cui rispettivamente consente o impedisce il collegamento fluidico tra il quarto e il quinto condotto. - a third valve which can be moved between an open position and a closed position in which, respectively, it allows or prevents the fluidic connection between the fourth and the fifth duct.
In altre parole, la prima camera à ̈ collegata al primo condotto tramite due percorsi incidenti tra loro nel secondo condotto. In other words, the first chamber is connected to the first conduit through two paths incident to each other in the second conduit.
Più precisamente, il primo percorso comprende il terzo ed il secondo condotto ed à ̈ controllato dalla seconda valvola mentre il secondo percorso comprende il quarto, il quinto e il secondo condotto ed à ̈ controllato dalla terza valvola. More precisely, the first path comprises the third and second conduits and is controlled by the second valve while the second path comprises the fourth, fifth and second conduits and is controlled by the third valve.
Nel caso in cui l’articolo debba essere riempito con un prodotto gasato, la seconda valvola viene spostata nella rispettiva posizione di apertura mentre l’otturatore e la prima valvola vengono mantenuti nella rispettiva posizione di chiusura. If the item needs to be filled with a carbonated product, the second valve is moved to the respective open position while the shutter and the first valve are kept in the respective closed position.
Di seguito, viene eseguita un’operazione di pressurizzazione dell’articolo. Tale operazione viene eseguita spostando anche la terza valvola nella rispettiva posizione di apertura. In tal modo, l’anidride carbonica fluisce dal serbatoio alla prima camera, e da questa, tramite la seconda linea fluidica, raggiunge il primo condotto e, di seguito, l’articolo. Then, a pressurization operation of the item is performed. This operation is performed by also moving the third valve to its respective open position. In this way, the carbon dioxide flows from the tank to the first chamber, and from this, through the second fluidic line, it reaches the first duct and, subsequently, the article.
Una volta completata la fase di pressurizzazione, l’otturatore viene spostato nella posizione di apertura e viene eseguito un riempimento ad alta velocità dell’articolo. Once the pressurization phase is complete, the shutter is moved to the open position and the item is filled at high speed.
Durante la fase di riempimento ad alta velocità , il gas in uscita dall’articolo percorre il primo condotto e fluisce, in parte, lungo il terzo condotto ed il secondo verso la prima camera e, in parte, lungo il quarto e quinto condotto sino a raggiungere il secondo condotto. During the high-speed filling phase, the gas leaving the article passes through the first duct and flows, in part, along the third duct and the second towards the first chamber and, in part, along the fourth and fifth ducts up to to reach the second conduit.
Di seguito, la seconda valvola viene spostata nella rispettiva posizione di chiusura e viene eseguita una fase di riempimento a bassa velocità . Infatti, una volta che la seconda valvola à ̈ disposta nella posizione di chiusura, il gas fuoriuscente dall’articolo può raggiungere il secondo condotto solo tramite il quarto e il quinto condotto, il quale presenta la strozzatura. Thereafter, the second valve is moved to its respective closed position and a low speed filling step is performed. In fact, once the second valve is placed in the closed position, the gas escaping from the article can reach the second pipe only through the fourth and fifth pipes, which have the restriction.
Al termine della fase di riempimento a bassa velocità , l’otturatore à ̈ disposto nella posizione di chiusura. At the end of the low speed filling phase, the shutter is placed in the closed position.
Allo scopo di eseguire il riempimento con il prodotto alimentare versabile caldo, Ã ̈ necessario mantenere riscaldati i componenti del dispositivo di riempimento stesso, quando il funzionamento della macchina riempitrice viene interrotto. In order to fill with hot pourable food product, it is necessary to keep the components of the filling device heated when the filling machine is stopped.
A tal scopo, i dispositivi di riempimento illustrati nella domanda di brevetto sopra indicata consentono, inoltre, la circolazione del prodotto versabile caldo tra la prima linea fluidica, la seconda camera, la sorgente di calore e il serbatoio. For this purpose, the filling devices illustrated in the patent application indicated above also allow the circulation of the hot pourable product between the first fluidic line, the second chamber, the heat source and the tank.
Quando il funzionamento della macchina riempitrice à ̈ interrotto, la prima valvola à ̈ spostata nella rispettiva posizione di apertura e l’otturatore viene mantenuto nella rispettiva posizione di chiusura. In tal modo, il prodotto versabile ricircola tra la prima linea fluidica, la seconda camera e il serbatoio, e viene mantenuto in temperatura dalla sorgente di calore. When the operation of the filling machine is interrupted, the first valve is moved to the respective open position and the shutter is held in the respective closed position. In this way, the pourable product recirculates between the first fluidic line, the second chamber and the tank, and is kept at temperature by the heat source.
E’ avvertita nel settore l’esigenza di realizzare dispositivi di riempimento in grado di riempire gli articoli sia con un prodotto versabile caldo che con un prodotto gasato, i quali siano particolarmente semplici da costruire. The sector is aware of the need to create filling devices capable of filling items both with a hot pourable product and with a carbonated product, which are particularly simple to build.
E’ avvertita, inoltre, nel settore l’esigenza di ridurre il rischio che prodotti versabili particolarmente sensibili siano contaminati dal gas uscente dagli articoli, durante la fase di riempimento degli stessi. Furthermore, in the sector there is a need to reduce the risk that particularly sensitive pourable products are contaminated by the gas coming out of the articles, during the filling phase of the same.
Il suddetto scopo à ̈ raggiunto dalla presente invenzione, in quanto essa à ̈ relativa a un dispositivo di riempimento, come definito dalla rivendicazione 1. The aforesaid object is achieved by the present invention, as it relates to a filling device, as defined by claim 1.
La presente invenzione à ̈ altresì relativa a un dispositivo di riempimento, come definito nella rivendicazione 11. The present invention also relates to a filling device, as defined in claim 11.
Per una migliore comprensione della presente invenzione, vengono descritte nel seguito due forme preferite di realizzazione, a titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali: For a better understanding of the present invention, two preferred embodiments are described below, by way of non-limiting example and with reference to the attached drawings, in which:
- le figure da 1 a 4 illustrano in sezione una prima forma di realizzazione di un dispositivo di riempimento realizzato secondo la presente invenzione, in rispettive fasi operative; Figures 1 to 4 show in section a first embodiment of a filling device made according to the present invention, in respective operating steps;
- le figure da 5 a 8 illustrano in sezione una seconda forma di realizzazione di un dispositivo di riempimento realizzato secondo la presente invenzione, in rispettive fasi operative; e Figures 5 to 8 show in section a second embodiment of a filling device made according to the present invention, in respective operating steps; And
- la figura 9 illustra schematicamente una macchina riempitrice incorporante il dispositivo di riempimento delle figure da 1 a 4 oppure delle figure da 5 a 8. Figure 9 schematically illustrates a filling machine incorporating the filling device of Figures 1 to 4 or Figures 5 to 8.
Con riferimento alla figura 9, Ã ̈ indicata con 1 una macchina riempitrice limitatamente a una stazione di riempimento di articoli 2 con un prodotto alimentare versabile. With reference to Figure 9, 1 indicates a filling machine limited to a station for filling articles 2 with a pourable food product.
In particolare, la stazione di riempimento à ̈ atta riempire gli articoli 2 con un prodotto versabile, in particolare un prodotto versabile di tipo alimentare, ad alta temperatura, ad esempio 80 gradi centigradi oppure con un prodotto gasato, ossia all’interno del quale à ̈ disciolta anidride carbonica, a temperatura ambiente. In particular, the filling station is able to fill the articles 2 with a pourable product, in particular a pourable food type product, at high temperature, for example 80 degrees centigrade or with a carbonated product, i.e. inside which Carbon dioxide is dissolved at room temperature.
Con il termine temperatura ambiente si intende una temperatura variabile tra 4 e 22 gradi centigradi. The term ambient temperature means a variable temperature between 4 and 22 degrees centigrade.
In particolare, il prodotto à ̈ alimentare e potrebbe essere una bevanda energetica. In particular, the product is food and could be an energy drink.
In maggiore dettaglio, la stazione di riempimento comprende essenzialmente: In greater detail, the filling station essentially comprises:
- una giostra 3 girevole intorno ad un asse A, verticale nella fattispecie illustrata, lungo un percorso P circolare; - a carousel 3 rotatable around an axis A, vertical in the case illustrated, along a circular path P;
- una pluralità di dispositivi di riempimento 10 atti a riempire rispettivi articoli 2 con il prodotto alimentare versabili e supportati da un bordo periferico esterno all’asse A della giostra 3; - a plurality of filling devices 10 adapted to fill respective articles 2 with the pourable food product and supported by a peripheral edge external to the axis A of the carousel 3;
- un convogliatore 4 di ingresso, in particolare una ruota a stella, alimentante la giostra 3 con gli articoli 2 da riempire, in corrispondenza di una stazione I del percorso P; e - an inlet conveyor 4, in particular a star wheel, feeding the carousel 3 with the articles 2 to be filled, at a station I of the path P; And
- un convogliatore 5 di uscita, in particolare una ruota a stella, alimentato dalla giostra 3 con gli articoli 2 riempiti con il prodotto versabile, in corrispondenza di una stazione O del percorso P. - an outlet conveyor 5, in particular a star wheel, fed by the carousel 3 with the articles 2 filled with the pourable product, at a station 0 of the path P.
Più precisamente, il percorso P comprende: More precisely, the P path includes:
- un tratto R di lavoro estendentesi dalla stazione I alla stazione O; e - a working section R extending from station I to station O; And
- un tratto S di ritorno estendentesi dalla stazione di ingresso O alla stazione di ingresso I. - a return section S extending from the entry station O to the entry station I.
Il convogliatore 4 Ã ̈ mobile lungo un percorso Q1 circolare e tangente al percorso P, in corrispondenza della stazione I. Conveyor 4 is mobile along a circular path Q1 and tangent to path P, at station I.
Il convogliatore 5 Ã ̈ mobile lungo un percorso Q2 circolare e tangente al percorso P, in corrispondenza della stazione O. The conveyor 5 is mobile along a circular path Q2 and tangent to the path P, at the station O.
La macchina riempitrice 1 comprende, inoltre, (Figure da 1 a 4): The filling machine 1 also comprises (Figures 1 to 4):
- un serbatoio 6 fisso rispetto all’asse A e comune a tutti i dispositivi di riempimento 10 e contenente il prodotto alimentare versabile e anidride carbonica; e - a tank 6 fixed with respect to axis A and common to all the filling devices 10 and containing the pourable food product and carbon dioxide; And
- una pluralità di serbatoi 7 associati a rispettivi dispositivi di riempimento 10, girevoli intorno all’asse A solidalmente ai rispettivi dispositivi di riempimento 10 e fluidicamente collegati con il serbatoio 6. - a plurality of tanks 7 associated with respective filling devices 10, rotatable around the axis A integrally with the respective filling devices 10 and fluidically connected to the tank 6.
Ciascun articolo 2 comprende: Each article 2 includes:
- una bocca 8 atta a consentire il riempimento dell’articolo 2 stesso tramite la macchina riempitrice 1 e il successivo versamento del prodotto alimentare dall’articolo 2 stesso; e - a mouth 8 suitable for allowing the filling of the article 2 itself by means of the filling machine 1 and the subsequent pouring of the food product from the article 2 itself; And
- una parete di fondo (non illustrata) opposta alla bocca 8. - a back wall (not shown) opposite the mouth 8.
L’articolo 2 à ̈ nella fattispecie illustrata un contenitore realizzato in vetro, in plastica o lattine. In this case article 2 is illustrated a container made of glass, plastic or cans.
Nella descrizione che segue si farà riferimento, per semplicità , ad un solo dispositivo 10, al relativo serbatoio 7 e al relativo articolo 2, essendo i dispositivi 10 identici tra loro. In the following description, reference will be made, for simplicity, to a single device 10, to the relative tank 7 and to the relative article 2, since the devices 10 are identical to each other.
Il dispositivo 10 comprende essenzialmente: The device 10 essentially comprises:
- un telaio 11 fissato alla giostra 3; - a frame 11 fixed to the carousel 3;
- una linea fluidica 12 definita dal telaio 11 e comprendente, da proprie parti opposte, una bocca 13 di ingresso collegata con il serbatoio 7 e un’apertura 14 di versamento, la quale à ̈ definita dal telaio 11 ed à ̈ affacciata alla bocca 8 dell’articolo 2; - a fluidic line 12 defined by the frame 11 and comprising, on its opposite sides, an inlet mouth 13 connected to the tank 7 and a pouring opening 14, which is defined by the frame 11 and faces the mouth 8 of article 2;
- un otturatore 15 scorrevole parallelamente all’asse B all’interno della linea fluidica 12 e mobile tra una posizione di apertura (illustrata in Figura 2) in cui consente il collegamento fluidico tra la bocca 13 e l’apertura 14 e una posizione di chiusura (illustrata nelle Figure 1, 3 e 4) in cui impedisce il collegamento fluidico la bocca 13 e l’apertura 14. - an obturator 15 sliding parallel to axis B inside the fluidic line 12 and movable between an opening position (illustrated in Figure 2) in which it allows the fluidic connection between the mouth 13 and the opening 14 and a closed position (illustrated in Figures 1, 3 and 4) in which the mouth 13 and the opening 14 prevent the fluidic connection.
In maggiore dettaglio, l’otturatore 15 comprende, dalla parte dall’apertura 14, una porzione terminale 16 conica di asse B. In greater detail, the shutter 15 comprises, on the part from the opening 14, a conical terminal portion 16 of axis B.
Il telaio 11 comprende, inoltre, un elemento a campana 17 fisso rispetto all’asse B e definente l’apertura 14 anulare. The frame 11 also comprises a bell-shaped element 17 fixed with respect to the axis B and defining the annular opening 14.
La porzione terminale 16 va in battuta contro una sezione 19 dell’elemento 17 quando l’otturatore 15 à ̈ nella posizione di chiusura, in modo da ostruire l’apertura 14. Diversamente, la porzione terminale 16 à ̈ sollevata e, quindi distanziata lungo l’asse B, dall’elemento a campana 17, quando l’otturatore 15 à ̈ nella posizione di apertura, in modo da consentire il flusso del prodotto versabile attraverso l’apertura 14. The terminal portion 16 abuts against a section 19 of the element 17 when the obturator 15 is in the closed position, so as to obstruct the opening 14. Otherwise, the terminal portion 16 is raised and, therefore spaced along the axis B, from the bell-shaped element 17, when the obturator 15 is in the open position, so as to allow the flow of the pourable product through the opening 14.
Più precisamente, l’otturatore 15 à ̈ elasticamente caricato da una molla 18 verso la rispettiva posizione di chiusura ed à ̈ spostabile, ad esempio tramite mezzi di attuazione pneumatica, verso la posizione di apertura. More precisely, the shutter 15 is elastically loaded by a spring 18 towards the respective closing position and can be moved, for example by means of pneumatic actuation, towards the opening position.
Nella fattispecie illustrata, la molla 18 à ̈ a elica e si estende lungo l’asse B. In the case illustrated, the spring 18 is helical and extends along the B axis.
Il telaio 11 definisce, inoltre,: The frame 11 further defines:
- un condotto 20 avente un’estremità 21 alloggiabile all’interno della bocca 8 dell’articolo 2, durante una fase di riempimento dell’articolo 2 stesso; - a duct 20 having an end 21 which can be housed inside the mouth 8 of the article 2, during a filling phase of the article 2 itself;
- una camera 25 collegata fluidicamente con il serbatoio 6; e - a chamber 25 fluidically connected to the tank 6; And
- una linea fluidica 22 estendentesi tra una bocca 23, opposta all’estremità 21, del condotto 20 e la camera 25. - a fluidic line 22 extending between a mouth 23, opposite the end 21, of the duct 20 and the chamber 25.
Il condotto 20 à ̈, almeno in parte, alloggiato all’interno di un elemento 24 cilindrico di asse B. La molla 18 à ̈ fissata all’elemento 24, dalla parte opposta del condotto 20, e all’otturatore 15. The duct 20 is, at least in part, housed inside a cylindrical element 24 of axis B. The spring 18 is fixed to the element 24, on the opposite side of the duct 20, and to the obturator 15.
Il dispositivo 10 comprende, inoltre, una valvola 26 interposta lungo la linea fluidica 22 e spostabile tra: The device 10 also comprises a valve 26 interposed along the fluidic line 22 and movable between:
- una posizione di apertura (Figura 1 e 2) in cui mette in collegamento fluidico il condotto 20 e la camera 25; e - an open position (Figures 1 and 2) in which it connects the duct 20 and the chamber 25 in fluidic connection; And
- una posizione di chiusura (Figura 3 e 4) in cui impedisce il collegamento fluidico tra il condotto 20 e la camera 25. - a closed position (Figures 3 and 4) in which it prevents the fluidic connection between the duct 20 and the chamber 25.
Vantaggiosamente, la linea fluidica 22 definisce un unico percorso fluidico per un aeriforme tra l’apertura 14 e la camera 25. Advantageously, the fluidic line 22 defines a single fluidic path for an aeriform between the opening 14 and the chamber 25.
In particolare, la linea fluidica 22 Ã ̈ formata da un unico condotto 30 estendentesi tra la bocca 23 e la camera 25. In particular, the fluidic line 22 is formed by a single duct 30 extending between the mouth 23 and the chamber 25.
In altre parole, l’aeriforme può muoversi tra l’apertura 14 e la camera 25 solo attraverso il condotto 30. In other words, the gas can move between opening 14 and chamber 25 only through duct 30.
Tale aeriforme à ̈ il gas in uscita dall’articolo 2 tramite il condotto 20 durante una fase di riempimento dell’articolo 2 stesso (Figura 2). This gas is the gas leaving article 2 through the duct 20 during a filling phase of article 2 itself (Figure 2).
Nel caso in cui il prodotto versabile sia gasato, tale aeriforme potrebbe essere l’anidride carbonica addotta nell’articolo 2 tramite il condotto 20 durante una fase di pressurizzazione dell’articolo 2 precedente al riempimento dell’articolo 2 (Figura 1). In the event that the pourable product is carbonated, this gas could be the carbon dioxide added to article 2 through duct 20 during a pressurization phase of article 2 prior to filling of article 2 (Figure 1 ).
Il dispositivo 10 comprende, inoltre,: The device 10 further comprises:
- una camera 40; - a room 40;
- una linea fluidica 41 estendentesi tra la camera 40 e un’apertura 45 della linea fluidica 12 disposta a monte della sezione 19 dell’elemento a campana 17, procedendo secondo il percorso del prodotto versabile dal serbatoio 7 all’apertura 14; - a fluidic line 41 extending between the chamber 40 and an opening 45 of the fluidic line 12 arranged upstream of the section 19 of the bell-shaped element 17, proceeding according to the path of the pourable product from the tank 7 to the opening 14;
- una linea fluidica 42 estendentesi tra un’apertura 44 della linea fluidica 12 disposta a valle della sezione 19 dell’otturatore 15 contro l’elemento a campana 17; e - una strozzatura 49 interposta lungo la linea fluidica 42 tra la valvola 51 e la camera 40. - a fluidic line 42 extending between an opening 44 of the fluidic line 12 arranged downstream of the section 19 of the shutter 15 against the bell-shaped element 17; and - a restriction 49 interposed along the fluidic line 42 between the valve 51 and the chamber 40.
In maggiore dettaglio, la camera 40 Ã ̈ selettivamente collegabile in modo fluidico a uno scarico 46 a pressione ambiente oppure a una sorgente di calore 39 e al serbatoio 6. In greater detail, the chamber 40 can be selectively fluidically connected to a discharge 46 at ambient pressure or to a heat source 39 and to the tank 6.
In altre parole, la camera 40 Ã ̈: In other words, room 40 is:
- fluidicamente collegata con lo scarico 46 e fluidicamente isolata dalla sorgente di calore 39 e dal serbatoio 6; oppure - fluidically connected to the exhaust 46 and fluidically isolated from the heat source 39 and from the tank 6; or
- fluidicamente collegata con la sorgente di calore 39 e il serbatoio 6, e fluidicamente isolata dallo scarico 46. - fluidically connected to the heat source 39 and the tank 6, and fluidically isolated from the exhaust 46.
Il dispositivo 10 comprende, inoltre,: The device 10 further comprises:
- una valvola 50 interposta lungo la linea fluidica 41 e spostabile tra una posizione di apertura (Figura 4) o di chiusura (Figure da 1 a 3) in cui rispettivamente consente o impedisce al prodotto versabile di fluire dall’apertura 45 verso la camera 40 lungo la linea fluidica 41; - a valve 50 interposed along the fluidic line 41 and movable between an open (Figure 4) or closed (Figures 1 to 3) position in which, respectively, it allows or prevents the pourable product from flowing from the opening 45 towards the chamber 40 along the fluidic line 41;
- una valvola 51 interposta lungo la linea fluidica 42 spostabile tra una posizione di apertura (Figura 3) o di chiusura (Figure 1, 2 e 4) in cui rispettivamente consente o impedisce al gas contenuto nell’articolo 2 dall’apertura 44 verso la camera 40 lungo la linea fluidica 41; - a valve 51 interposed along the fluidic line 42 which can be moved between an opening position (Figure 3) or a closing position (Figures 1, 2 and 4) in which, respectively, it allows or prevents the gas contained in article 2 from opening 44 towards the chamber 40 along the fluidic line 41;
- un misuratore di portata 53 atto a misurare la portata di prodotto versabile che fluisce dal serbatoio 7 verso la linea fluidica 12 e che, quindi, riempie l’articolo 2; - a flow meter 53 suitable for measuring the flow rate of pourable product which flows from the tank 7 towards the fluidic line 12 and which, therefore, fills the article 2;
- un’unità di controllo 55 (solo schematicamente indicata nelle Figure da 1 a 4) configurata per spostare le valvole 26, 50, 51 e l’otturatore 15 tra le rispettive posizioni di apertura e di chiusura, a seconda del ciclo di funzionamento che il dispositivo di riempimento 10 deve realizzare. - a control unit 55 (only schematically indicated in Figures 1 to 4) configured to move the valves 26, 50, 51 and the shutter 15 between their respective open and closed positions, depending on the operation to be performed by the filling device 10.
L’unità di controllo 55 à ̈ controllata anche dal misuratore di portata 53. The control unit 55 is also controlled by the flow meter 53.
Il funzionamento della macchina riempitrice 1 Ã ̈ descritto nel seguito, con riferimento ad un solo dispositivo di riempimento 10 e a un solo corrispondente articolo 2. The operation of the filling machine 1 is described below, with reference to a single filling device 10 and to a single corresponding article 2.
Più precisamente, viene descritto nel seguito il funzionamento della macchina riempitrice 1 durante un ciclo di riempimento dell’articolo 2 con un prodotto alimentare versabile gasato, ossia contenente anidride carbonica disciolta, a temperatura ambiente, ossia a una temperatura compresa tra 4 e 22 gradi centigradi. More precisely, the operation of the filling machine 1 during a filling cycle of article 2 with a carbonated pourable food product, i.e. containing dissolved carbon dioxide, at room temperature, i.e. at a temperature between 4 and 22 degrees, is described below. centigrade.
Durante tale ciclo, l’unità di controllo 55 mantiene la camera 40 collegata allo scarico 46 a pressione ambiente e impedisce (in modo non illustrato) il collegamento fluidico tra la camera 40 e la sorgente di calore 39. During this cycle, the control unit 55 keeps the chamber 40 connected to the exhaust 46 at ambient pressure and prevents (in a manner not illustrated) the fluidic connection between the chamber 40 and the heat source 39.
La giostra 3 riceve l’articolo 2 da riempire dal convogliatore 4 in corrispondenza della stazione I del percorso P, e alimenta l’articolo 2 riempito al convogliatore 5 in corrispondenza della stazione O del percorso P. Carousel 3 receives article 2 to be filled from conveyor 4 at station I of path P, and feeds the filled article 2 to conveyor 5 at station O of path P.
Più precisamente, l’articolo 2 à ̈ disposto in modo tale che la bocca 8 si trovi al di sotto dell’apertura di versamento 14 del condotto 20 e sia attraversata dal condotto 20 stesso. More precisely, article 2 is arranged in such a way that the mouth 8 is below the pouring opening 14 of the duct 20 and is crossed by the duct 20 itself.
A partire da una condizione in cui le valvole 26, 50, 51 e l’otturatore 15 sono tutti mantenuti dall’unità di controllo 55 nelle rispettive posizioni di chiusura, il dispositivo di riempimento 10 esegue le seguenti operazioni: Starting from a condition in which the valves 26, 50, 51 and the obturator 15 are all kept by the control unit 55 in their respective closed positions, the filling device 10 performs the following operations:
- pressurizzazione dell’articolo 2 con introduzione di anidride carbonica all’interno dell’articolo 2 al fine di portare la pressione all’interno dell’articolo 2 al valore presente nel serbatoio 7 (Figura 1); - pressurization of article 2 with introduction of carbon dioxide inside article 2 in order to bring the pressure inside article 2 to the value present in tank 7 (Figure 1);
- riempimento dell’articolo 2 con il prodotto gasato (Figura 2); e - filling of article 2 with the carbonated product (Figure 2); And
- depressurizzazione dell’articolo 2 (Figura 3). - depressurization of article 2 (Figure 3).
In maggiore dettaglio, l’unità di controllo 55 sposta, durante la fase di pressurizzazione, la valvola 26 nella posizione di apertura, in modo che l’anidride carbonica contenuta nel serbatoio 6 possa fluire lungo la linea fluidica 22 e il condotto 20, sino a raggiungere la bocca 8 dell’articolo 2 (Figura 1). In greater detail, the control unit 55 moves, during the pressurization phase, the valve 26 to the open position, so that the carbon dioxide contained in the tank 6 can flow along the fluidic line 22 and the duct 20 , until reaching mouth 8 of article 2 (Figure 1).
Una volta completata la fase di pressurizzazione, l’unità di controllo 55 sposta l’otturatore 15 nella posizione di apertura contro l’azione della molla 18. Conseguentemente, il prodotto versabile fluisce dalla linea fluidica 12 all’interno dell’articolo 2. Contemporaneamente, il gas contenuto nell’articolo 2 attraversa il condotto 20 e la linea fluidica 22 sino a raggiungere il serbatoio 6 (Figura 2). Once the pressurization phase is complete, the control unit 55 moves the shutter 15 to the open position against the action of the spring 18. Consequently, the pourable product flows from the fluidic line 12 inside the Article 2. At the same time, the gas contained in article 2 passes through the duct 20 and the fluidic line 22 until it reaches the tank 6 (Figure 2).
Quando il misuratore di portata 53 ha rilevato che il corretto quantitativo di prodotto versabile ha attraversato la linea fluidica 12 e, quindi, ha riempito l’articolo 2, l’unità di controllo 55 sposta l’otturatore 15 nella posizione di chiusura, interrompendo così il riempimento dell’articolo 2 (Figura 3). When the flow meter 53 has detected that the correct quantity of pourable product has crossed the fluidic line 12 and, therefore, has filled the article 2, the control unit 55 moves the obturator 15 to the closed position , thus interrupting the filling of article 2 (Figure 3).
A questo punto, l’unità di controllo 55 sposta la valvola 51 nella posizione di apertura, in modo che il gas contenuto nella porzione di collo dell’articolo fuoriesca dall’apertura 44 e, tramite la linea fluidica 42, raggiunga la camera 40 e, quindi, lo scarico 46. At this point, the control unit 55 moves the valve 51 to the open position, so that the gas contained in the neck portion of the article escapes from the opening 44 and, through the fluidic line 42, reaches the chamber 40 and, therefore, the exhaust 46.
In tal modo, l’articolo 2 viene depressurizzato. In this way, article 2 is depressurized.
Di seguito, la valvola 51 viene riportata dall’unità di controllo 55 nella posizione di chiusura e l’articolo 2 riempito col prodotto versabile viene prelevato dal convogliatore 5 in corrispondenza della stazione O e allontanato dal dispositivo di riempimento 10. Thereafter, the valve 51 is returned by the control unit 55 to the closed position and the article 2 filled with the pourable product is taken from the conveyor 5 at the station O and moved away from the filling device 10.
Nel seguito viene descritto un ciclo di riempimento dell’articolo 2 con un prodotto versabile non gasato “a caldo†, ossia a temperatura maggiore della temperatura ambiente, limitatamente alle fasi per cui esso differisce dal ciclo di riempimento dell’articolo 2 con un prodotto gasato precedentemente descritto. The following describes a filling cycle of article 2 with a non-carbonated pourable product â € œhotâ €, ie at a temperature higher than room temperature, limited to the phases for which it differs from the filling cycle of article 2 with a carbonated product previously described.
Tale ciclo di riempimento “a caldo†differisce dal ciclo di riempimento con un prodotto gasato precedentemente descritto per il fatto che l’unità di controllo 55 mantiene la camera 40 collegata al serbatoio 6 e alla sorgente di calore 39, e mantiene al contempo la camera 40 isolata dallo scarico 46. This `` hot '' filling cycle differs from the filling cycle with a carbonated product previously described in that the control unit 55 keeps the chamber 40 connected to the tank 6 and to the heat source 39, and at the same time maintains the chamber 40 isolated from the drain 46.
Tale ciclo di riempimento “a caldo†differisce, inoltre, dal ciclo di riempimento con un prodotto gasato precedentemente descritto per il fatto di non comprendere le fasi di pressurizzazione e depressurizzazione dell’articolo 2 rispettivamente prima e dopo la fase di riempimento dell’articolo 2 stesso. Conseguentemente, la valvola 42 viene mantenute dall’unità di controllo 55 nella posizione di chiusura, durante il ciclo di riempimento dell’articolo 2 con il prodotto versabile a temperatura maggiore della temperatura ambiente. This `` hot '' filling cycle also differs from the filling cycle with a carbonated product previously described in that it does not include the pressurization and depressurization phases of article 2 respectively before and after the filling phase of the product. ™ article 2 itself. Consequently, the valve 42 is kept by the control unit 55 in the closed position, during the filling cycle of the article 2 with the pourable product at a temperature higher than the ambient temperature.
Infine, il ciclo di riempimento “a caldo†differisce dal ciclo di riempimento con un prodotto gasato precedentemente descritto per il fatto che, quando la macchina riempitrice 1 à ̈ in una fase operativa in cui non vengono riempiti articoli 2, il prodotto versabile viene ricircolato tra l’apertura 45, la linea fluidica 41, la camera 40, la sorgente di calore 39 e al serbatoio 6 (Figura 4). Finally, the `` hot '' filling cycle differs from the filling cycle with a carbonated product previously described in that, when the filling machine 1 is in an operating phase in which no articles 2 are filled, the pourable product is recirculated between the opening 45, the fluidic line 41, the chamber 40, the heat source 39 and to the tank 6 (Figure 4).
Più precisamente, con l’otturatore 15 disposto nella posizione di chiusura, l’unità di controllo 55 dispone la valvola 50 nella posizione di apertura. More precisely, with the obturator 15 in the closed position, the control unit 55 places the valve 50 in the open position.
Il prodotto versabile attraversa così la sorgente di calore 39 e viene mantenuto a temperatura maggiore della temperatura ambiente. The pourable product thus passes through the heat source 39 and is kept at a temperature higher than the ambient temperature.
Quando à ̈ necessario riprendere il riempimento dell’articolo 2, l’unità di controllo 55 sposta la valvola 50 nella posizione di chiusura. When it is necessary to resume filling of article 2, the control unit 55 moves the valve 50 to the closed position.
Di seguito, l’unità di controllo 55 dispone l’otturatore 15 nella rispettiva posizione di apertura. Thereafter, the control unit 55 places the shutter 15 in its respective open position.
Con riferimento alle figure da 5 a 8, à ̈ indicato nel suo complesso con 10’ un dispositivo di riempimento secondo una diversa forma di realizzazione della presente invenzione. Il dispositivo di riempimento 10’ à ̈ simile al dispositivo di riempimento 10 e verrà descritto nel seguito soltanto per quanto differisce da quest’ultimo; parti corrispondenti o equivalenti dei dispositivi di riempimento 10, 10’ saranno contraddistinte, ove possibile, dagli stessi numeri di riferimento. With reference to Figures 5 to 8, the reference number 10 indicates as a whole a filling device according to a different embodiment of the present invention. The filling device 10 'is similar to the filling device 10 and will be described below only in so far as it differs from the latter; corresponding or equivalent parts of the filling devices 10, 10â € ™ will be marked, where possible, by the same reference numbers.
In particolare, il dispositivo di riempimento 10’ differisce dal dispositivo di riempimento 10 per il fatto di comprendere: In particular, the filling device 10â € ™ differs from the filling device 10 in that it comprises:
- una camera 60’ fluidicamente collegabile con uno scarico 46’ oppure con la sorgente di calore 39 e il serbatoio 6; - a chamber 60â € ™ fluidically connectable to a drain 46â € ™ or to the heat source 39 and the tank 6;
- una linea fluidica 61’ estendentesi tra un tratto 43’ della linea fluidica 22 interposto tra la bocca 23 e la valvola 26 e la camera 60’, e lungo la quale à ̈ interposta una valvola 62’; e - a fluidic line 61â € ™ extending between a portion 43â € ™ of the fluidic line 22 interposed between the mouth 23 and the valve 26 and the chamber 60â € ™, and along which a valve 62â € ™ is interposed; And
- una linea fluidica 41’ estendentesi tra la camera 60’ e l’apertura 45 della linea fluidica 12, e lungo la quale à ̈ interposta una valvola 50’. - a fluidic line 41â € ™ extending between the chamber 60â € ™ and the opening 45 of the fluidic line 12, and along which a valve 50â € ™ is interposed.
Il funzionamento del dispositivo di riempimento 10’ à ̈ simile al funzionamento del dispositivo di riempimento 10 e differisce da esso, per il fatto, che durante il ciclo di riempimento dell’articolo 2 con un prodotto gasato a temperatura ambiente, la valvola 26 à ̈ mantenuta dall’unità di controllo 55 nella posizione di chiusura e la valvola 62’ à ̈ disposta dall’unità di controllo 55’ nella rispettiva posizione di apertura (Figura 6). The operation of the filling device 10â € ™ is similar to the operation of the filling device 10 and differs from it, in that during the filling cycle of article 2 with a carbonated product at room temperature, the valve 26 It is held by the control unit 55 in the closed position and the valve 62â € ™ is arranged by the control unit 55â € ™ in its respective open position (Figure 6).
La camera 60’ à ̈, inoltre, collegata fluidicamente dall’unità di controllo 55’ con lo scarico 46’. The chamber 60â € ™ is also fluidically connected by the control unit 55â € ™ with the exhaust 46â € ™.
In tal modo, durante la fase di riempimento dell’articolo 2 con il prodotto versabile, il gas uscente dall’articolo 2 stesso fluisce esclusivamente lungo la linea fluidica 61’ verso la camera 60’ e lo scarico 46’. In this way, during the filling phase of the article 2 with the pourable product, the gas coming out of the article 2 itself flows exclusively along the fluidic line 61â € ™ towards the chamber 60â € ™ and the exhaust 46â € ™.
Conseguentemente, il gas uscente dall’articolo 2 non ritorna nel serbatoio 6 e non si mescola con il prodotto versabile presente nel serbatoio 6 stesso. Consequently, the gas leaving article 2 does not return to the tank 6 and does not mix with the pourable product present in the tank 6 itself.
Secondo un’alternativa di configurazione dell’unità di controllo 55 non illustrata, durante il ciclo di riempimento dell’articolo 2 con un prodotto gasato a temperatura ambiente, la valvola 26 à ̈ mantenuta dall’unità di controllo 55 nella posizione di apertura e la valvola 62’ à ̈ disposta dall’unità di controllo 55’ nella rispettiva posizione di chiusura. According to an alternative configuration of the control unit 55 not shown, during the filling cycle of article 2 with a carbonated product at room temperature, the valve 26 is kept by the control unit 55 in the position and the valve 62â € ™ is arranged by the control unit 55â € ™ in the respective closed position.
In tal modo, durante la fase di riempimento dell’articolo 2 con il prodotto versabile, il gas uscente dall’articolo 2 stesso fluisce esclusivamente lungo la linea fluidica 22 verso la camera 25 e il serbatoio 6. In this way, during the filling phase of the article 2 with the pourable product, the gas coming out of the article 2 itself flows exclusively along the fluidic line 22 towards the chamber 25 and the tank 6.
Diversamente, con riferimento al riempimento dell’articolo 2 con un prodotto versabile a temperatura maggiore della temperatura ambiente e in una fase di interruzione del funzionamento della macchina riempitrice 1, l’unità di controllo 55 mantiene le valvole 26, 51 e 62’ nelle rispettive posizioni di chiusura e dispone la valvola 50’ nella rispettiva posizione di apertura. L’unità di controllo 55 collega fluidicamente, inoltre, la camera 60’ con la sorgente di calore 39 (Figura 8). Otherwise, with reference to the filling of article 2 with a pourable product at a temperature higher than the ambient temperature and in a phase of interruption of the operation of the filling machine 1, the control unit 55 maintains the valves 26, 51 and 62â € ™ in the respective closed positions and places the valve 50â € ™ in the respective open position. The control unit 55 also fluidically connects the chamber 60â € ™ with the heat source 39 (Figure 8).
In tal modo, in caso di interruzione della fase di riempimento, il prodotto versabile viene ricircolato tra l’apertura 45, la linea fluidica 41’, la camera 60’, la sorgente di calore 39 e i serbatoi 6 e 7. In this way, in case of interruption of the filling phase, the pourable product is recirculated between the opening 45, the fluidic line 41â € ™, the chamber 60â € ™, the heat source 39 and the tanks 6 and 7.
Da un esame delle caratteristiche del dispositivo 10, 10’’ e secondo la presente invenzione sono evidenti i vantaggi che essa consente di ottenere. From an examination of the characteristics of the device 10, 10â € ™ and according to the present invention, the advantages it allows to obtain are evident.
In particolare, i dispositivi di riempimento 10, 10’ consentono con una struttura semplificata di riempire gli articoli 2 sia con un prodotto non gasato versabile a temperatura maggiore della temperatura ambiente che con un prodotto gasato a temperatura ambiente. In particular, the filling devices 10, 10â € ™ allow, with a simplified structure, to fill the articles 2 both with a non-carbonated product that can be poured at a temperature higher than room temperature and with a carbonated product at room temperature.
In particolare, la linea fluidica 22 à ̈ formata da un unico condotto 30, il quale si estende tra l’apertura 14 e la camera 25. In particular, the fluidic line 22 is formed by a single duct 30, which extends between the opening 14 and the chamber 25.
Pertanto, i dispositivi di riempimento 10, 10’ consentono di eseguire il ritorno del gas durante la fase di riempimento dell’articolo 2 oppure la pressurizzazione dell’articolo 2 precedentemente al riempimento dello stesso con un prodotto gas, con una struttura particolarmente semplice rispetto a quella illustrata nelle soluzioni di tipo noto e descritte nella parte introduttiva della presente descrizione. Therefore, the filling devices 10, 10â € ™ allow to carry out the gas return during the filling phase of the article 2 or the pressurization of the article 2 before filling it with a gas product, with a particularly simpler than that illustrated in the solutions of the known type and described in the introductory part of the present description.
Inoltre, il dispositivo di riempimento 10’ à ̈ particolarmente adatto per riempire articoli 2 con prodotti versabili particolarmente delicati. In addition, the filling device 10â € ™ is particularly suitable for filling 2 articles with particularly delicate pourable products.
Infatti, il gas uscente dall’articolo 2 viene convogliato lungo la linea fluidica 61’ verso la camera 60’ e lo scarico 46’. Pertanto, tale gas non si mescola con il prodotto versabile presente nel serbatoio 6. In fact, the gas coming out of the article 2 is conveyed along the fluidic line 61â € ™ towards the chamber 60â € ™ and the exhaust 46â € ™. Therefore, this gas does not mix with the pourable product present in tank 6.
Si evita così che prodotti versabili particolarmente sensibili siano contaminati, quando stoccati nel serbatoio 6, dal gas uscente dall’articolo 2, durante la fase di riempimento dello stesso. In this way, particularly sensitive pourable products are prevented from being contaminated, when stored in the tank 6, by the gas coming out of the article 2, during the filling phase of the same.
Risulta infine chiaro che al dispositivo di riempimento 10, 10’ qui descritto possono essere apportate modifiche e varianti che non escono dall’ambito di tutela delle rivendicazioni. Finally, it is clear that modifications and variations may be made to the filling device 10, 10 described here which do not depart from the scope of protection of the claims.
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