ITTO20120869A1

ITTO20120869A1 - FILLING DEVICE FOR FILLING MACHINES FOR FILLING THE LEVEL OF BOTTLES WITH FOOD LIQUIDS AND FILLING MACHINE INCLUDING SUCH A DEVICE

Info

Publication number: ITTO20120869A1
Application number: IT000869A
Authority: IT
Inventors: Carlo Gai
Original assignee: Gai S P A
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2012-10-05
Publication date: 2014-04-06

Description

"Dispositivo di riempimento per macchine riempitrici per il riempimento a livello di bottiglie con liquidi alimentari e macchina riempitrice comprendente un tale dispositivo" "Filling device for filling machines for level-filling bottles with food liquids and a filling machine comprising such a device"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda in generale una macchina riempitrice per il riempimento di bottiglie con liquidi alimentari, quali in particolare vino e birra, e piÃ¹ specificamente un dispositivo di riempimento destinato a essere installato su una tale macchina. The present invention generally relates to a filling machine for filling bottles with food liquids, such as in particular wine and beer, and more specifically to a filling device intended to be installed on such a machine.

Il riempimento delle bottiglie viene generalmente classificato in due categorie, e precisamente riempimento a livello e riempimento volumetrico, in base alla tecnologia impiegata per rilevare il raggiungimento della giusta quantitÃ di liquido erogata. A sua volta, il riempimento a livello si differenzia a seconda del liquido da trattare. Nel caso di liquidi piatti si esegue un riempimento a pressione atmosferica o in leggera depressione, nel caso di liquidi gassati si esegue un riempimento isobarico e nel caso di liquidi viscosi si esegue un riempimento in condizioni di differenza di pressione ottenute mediante creazione di un elevato grado di vuoto o mediante sovrappressione. Bottle filling is generally classified into two categories, namely level filling and volumetric filling, based on the technology used to detect when the right quantity of liquid dispensed has been reached. In turn, the level filling differs depending on the liquid to be treated. In the case of still liquids a filling is carried out at atmospheric pressure or in slight depression, in the case of carbonated liquids an isobaric filling is carried out and in the case of viscous liquids, a filling is carried out under conditions of pressure difference obtained by creating a high degree vacuum or by overpressure.

Il dispositivo di riempimento secondo la presente invenzione rientra nella tipologia a livello e permette il riempimento di tutte e tre le categorie di liquido sopra menzionate (liquidi piatti, liquidi gassati e liquidi viscosi). Nella descrizione che segue si farÃ riferimento in particolare al funzionamento del dispositivo di riempimento con liquidi gassati, e dunque alla modalitÃ di riempimento isobarico. The filling device according to the present invention falls within the level type and allows the filling of all three categories of liquid mentioned above (still liquids, carbonated liquids and viscous liquids). In the following description, reference will be made in particular to the operation of the filling device with carbonated liquids, and therefore to the isobaric filling method.

La figura 1 dei disegni allegati mostra una vista in sezione assiale di un dispositivo di riempimento isobarico (di qui in avanti semplicemente indicato come dispositivo di riempimento) di tipo noto. Il dispositivo di riempimento Ã ̈ complessivamente indicato con 10 e comprende fondamentalmente: Figure 1 of the accompanying drawings shows an axial sectional view of an isobaric filling device (hereinafter simply referred to as a filling device) of a known type. The filling device is indicated as a whole with 10 and basically comprises:

un corpo 12 destinato a essere fissato a una parete di fondo 14 di una vasca 16 di una macchina riempitrice, il corpo 12 presentando una cavitÃ interna 18 che Ã ̈ aperta superiormente e che comunica inferiormente con l'esterno tramite un ugello 20 a sezione conica che Ã ̈ fissato al corpo 12 e il cui asse z Ã ̈ orientato verticalmente; a body 12 intended to be fixed to a bottom wall 14 of a tank 16 of a filling machine, the body 12 having an internal cavity 18 which is open at the top and communicates at the bottom with the outside through a conical section nozzle 20 which is fixed to body 12 and whose z-axis is vertically oriented;

un primo tubo, o tubo esterno, 24 che Ã ̈ fissato alla parte superiore del corpo 12 ed Ã ̈ disposto coassialmente all'ugello 20, passando, nella condizione di assemblaggio del dispositivo di riempimento su macchina riempitrice, attraverso un foro 22 nella parete di fondo 14 della vasca 16 ed estendendosi sino a una certa distanza rispetto al fondo della vasca stessa; a first tube, or external tube, 24 which is fixed to the upper part of the body 12 and is arranged coaxially to the nozzle 20, passing, in the assembly condition of the filling device on the filling machine, through a hole 22 in the bottom 14 of the tank 16 and extending up to a certain distance with respect to the bottom of the tank itself;

un secondo tubo, o tubo interno, 26 che Ã ̈ disposto coassialmente all'ugello 20 e al tubo esterno 24 estendendosi all'interno del tubo esterno 24 e fuoriuscendo inferiormente dal corpo 12 attraverso l'ugello 20; a second tube, or inner tube, 26 which is arranged coaxially to the nozzle 20 and to the outer tube 24 extending inside the outer tube 24 and exiting the body 12 from the bottom through the nozzle 20;

un cono centratore 28 che Ã ̈ disposto coassialmente all'ugello 20 e al tubo interno 26 ed Ã ̈ provvisto di una guarnizione 30 atta a fare tenuta contro l'estremitÃ superiore del collo di una bottiglia (non mostrata) da riempire; e a centering cone 28 which is arranged coaxially to the nozzle 20 and to the internal tube 26 and is provided with a gasket 30 able to seal against the upper end of the neck of a bottle (not shown) to be filled; And

un gruppo valvolare 32 comprendente una pluralitÃ di valvole 34 (nell'esempio mostrato tre valvole) destinate a essere comandate mediante camme opportunamente configurate per avviare e arrestare le diverse fasi previste dal ciclo di riempimento della bottiglia. a valve assembly 32 comprising a plurality of valves 34 (in the example shown three valves) intended to be controlled by suitably configured cams to start and stop the various phases envisaged by the bottle filling cycle.

Un otturatore 36 provvisto di guarnizione 38 Ã ̈ fissato al tubo interno 26, coassialmente a questo, per cooperare con una porzione di superficie conica 40 della cavitÃ interna 18 del corpo 12. Il tubo interno 26, e con esso l'otturatore 36, Ã ̈ mobile rispetto all'insieme formato dal corpo 12 e dal tubo esterno 24 fra una posizione abbassata (mostrata nella figura 1), in cui l'otturatore 36, mediante la guarnizione 38, occlude il passaggio dalla cavitÃ interna 18 all'ugello 20, e una posizione sollevata (non mostrata), in cui viene creato un passaggio anulare fra l'otturatore 36 e la porzione di superficie conica 40 della cavitÃ interna 18, passaggio attraverso il quale il liquido che affluisce dalla vasca 16, attraverso una o piÃ¹ aperture 42 previste nel tubo esterno 24, al condotto anulare 44 definito fra il tubo esterno 24 e il tubo interno 26 puÃ² defluire verso l'ugello 20 e da qui nella bottiglia. L'otturatore 36 Ã ̈ spinto verso la posizione sollevata da una molla 46 interposta fra un anello elastico 48 montato sul tubo esterno 24 e un organo di riscontro 50 fissato all'estremitÃ superiore del tubo interno 26. An obturator 36 provided with a gasket 38 is fixed to the inner tube 26, coaxially thereto, to cooperate with a portion of conical surface 40 of the inner cavity 18 of the body 12. The inner tube 26, and with it the obturator 36, is It is movable with respect to the assembly formed by the body 12 and the external tube 24 between a lowered position (shown in Figure 1), in which the obturator 36, by means of the gasket 38, blocks the passage from the internal cavity 18 to the nozzle 20, and a raised position (not shown), in which an annular passage is created between the shutter 36 and the conical surface portion 40 of the internal cavity 18, passage through which the liquid flowing from the tank 16, through one or more openings 42 provided in the outer tube 24, the annular duct 44 defined between the outer tube 24 and the inner tube 26 can flow towards the nozzle 20 and from there into the bottle. The shutter 36 is pushed towards the raised position by a spring 46 interposed between an elastic ring 48 mounted on the outer tube 24 and a stop member 50 fixed to the upper end of the inner tube 26.

Nel caso di liquidi gassati, e piÃ¹ in particolare nel caso di vino frizzante, il ciclo di riempimento di una bottiglia con un dispositivo di riempimento quale quello di tipo noto mostrato nella figura 1 comprende tipicamente le fasi di seguito descritte. In the case of carbonated liquids, and more particularly in the case of sparkling wine, the filling cycle of a bottle with a filling device such as that of the known type shown in Figure 1 typically comprises the steps described below.

Innanzitutto, la bottiglia da riempire viene sollevata mediante un pistone pneumatico per essere premuta contro la guarnizione 30 del cono centratore 28 sino a che il cono centratore 30 non va in battuta contro il corpo 12 intorno alla sezione di uscita dell'ugello 20, in modo da realizzare una perfetta tenuta fra corpo e bottiglia per contenere la pressione di riempimento. First of all, the bottle to be filled is raised by means of a pneumatic piston to be pressed against the seal 30 of the centering cone 28 until the centering cone 30 abuts against the body 12 around the outlet section of the nozzle 20, so as to to create a perfect seal between the body and the bottle to contain the filling pressure.

Segue una fase di deaerazione, durante la quale tramite una pompa per vuoto ad anello liquido (non mostrata) viene fatta fuoriuscire dalla bottiglia l'aria in essa contenuta. A deaeration phase follows, during which the air contained in it is made to escape from the bottle by means of a liquid ring vacuum pump (not shown).

Successivamente, la bottiglia viene messa in comunicazione con la parte della vasca 16 al disopra del livello L del liquido attraverso il tubo interno 26 per eseguire la fase di compenso pressione, durante la quale il gas in pressione contenuto nella vasca passa da questa nella bottiglia sino a che il gas contenuto nella vasca e il gas contenuto nella bottiglia non si trovano alla medesima pressione. Subsequently, the bottle is put in communication with the part of the tank 16 above the level L of the liquid through the internal tube 26 to carry out the pressure compensation step, during which the pressurized gas contained in the tank passes from this into the bottle until that the gas contained in the tank and the gas contained in the bottle are not at the same pressure.

Una volta raggiunto l'equilibrio fra la pressione del gas nella vasca 16 e la pressione del gas nella bottiglia, la molla 46 produce il sollevamento del tubo interno 26, e con esso dell'otturatore 36, consentendo in tal modo al liquido contenuto nella vasca di riempire la bottiglia passando attraverso il passaggio anulare definito fra l'ugello 20 e il tubo interno 26 (fase di riempimento). Durante il riempimento della bottiglia con il liquido, il gas precedentemente immesso nella bottiglia ritorna nella parte superiore della vasca 16 scorrendo nel tubo interno 26. Quando il livello del liquido nella bottiglia ha raggiunto un dato valore prestabilito, l'insieme formato dal tubo interno 26 e dall'otturatore 36 viene spostato nella posizione abbassata per interrompere il passaggio del fluido dalla vasca alla bottiglia. Once the equilibrium between the pressure of the gas in the tank 16 and the pressure of the gas in the bottle has been reached, the spring 46 causes the lifting of the internal tube 26, and with it of the shutter 36, thus allowing the liquid contained in the tank filling the bottle by passing through the annular passage defined between the nozzle 20 and the internal tube 26 (filling step). During the filling of the bottle with the liquid, the gas previously introduced into the bottle returns to the upper part of the tank 16 flowing into the internal tube 26. When the level of the liquid in the bottle has reached a given predetermined value, the assembly formed by the internal tube 26 and from the shutter 36 it is moved to the lowered position to interrupt the passage of the fluid from the tank to the bottle.

Successivamente alla fase di riempimento viene eseguita una fase di livellatura, durante la quale gas in leggera sovrappressione (maggiore di circa 0,2 bar rispetto alla pressione presente in bottiglia) viene immesso nella bottiglia attraverso il passaggio anulare definito fra l'ugello 20 e il tubo interno 26, sempre con l'otturatore 36 nella posizione abbassata, di modo che il liquido in eccesso contenuto nella bottiglia, cioÃ ̈ il liquido che si trova al disopra dell'estremitÃ inferiore del tubo interno 26, viene riportato nella vasca 16 attraverso tale tubo. After the filling phase, a leveling phase is carried out, during which gas in slight overpressure (greater than about 0.2 bar with respect to the pressure present in the bottle) is introduced into the bottle through the annular passage defined between the nozzle 20 and the internal tube 26, always with the shutter 36 in the lowered position, so that the excess liquid contained in the bottle, i.e. the liquid which is located above the lower end of the internal tube 26, is returned to the tank 16 through this tube.

Segue una fase di sgasatura, durante la quale l'interno della bottiglia viene messo in comunicazione con l'ambiente esterno in modo da annullare lentamente la sovrappressione prodotta nella fase precedente. A degassing phase follows, during which the inside of the bottle is put in communication with the external environment in order to slowly cancel the overpressure produced in the previous phase.

Infine, il pistone pneumatico viene abbassato per consentire la rimozione della bottiglia oramai riempita. Finally, the pneumatic piston is lowered to allow the removal of the filled bottle.

Un inconveniente dei dispositivi di riempimento noti, quale quello sopra descritto con riferimento alla figura 1, Ã ̈ rappresentato dalla scarsa precisione del livello di riempimento della bottiglia, dovuta al fatto che quando l'otturatore con la relativa guarnizione chiude il passaggio del liquido verso la bottiglia, il liquido che si trova giÃ fra l'ugello e il tubo interno a valle dell'otturatore entra nella bottiglia e quindi fa aumentare il livello di riempimento della bottiglia rispetto a quello desiderato. Si rende pertanto necessaria la fase di livellatura sopra descritta, che comporta il ritorno in vasca di una quantitÃ considerevole di liquido e fa quindi aumentare il pericolo di inquinamento del liquido nella vasca. A drawback of the known filling devices, such as the one described above with reference to Figure 1, is represented by the poor accuracy of the filling level of the bottle, due to the fact that when the shutter with the relative gasket closes the passage of the liquid towards the bottle, the liquid that is already between the nozzle and the internal tube downstream of the shutter enters the bottle and therefore increases the filling level of the bottle compared to the desired one. The leveling phase described above is therefore necessary, which involves the return of a considerable quantity of liquid to the tank and therefore increases the risk of pollution of the liquid in the tank.

Un ulteriore inconveniente Ã ̈ rappresentato dal fatto che per variare il livello di riempimento della bottiglia Ã ̈ solitamente necessario sostituire il tubo interno con un tubo interno di lunghezza diversa, in modo da variare l'affondamento del tubo interno in bottiglia. La sostituzione del tubo interno comporta tuttavia una notevole perdita di tempo, in quanto richiede di svuotare completamente la vasca, di sostituire il tubo interno di ciascuno dei dispositivi di riempimento di cui Ã ̈ dotata la macchina e di sterilizzare la macchina prima di riprendere il riempimento. A further drawback is represented by the fact that to vary the filling level of the bottle it is usually necessary to replace the internal tube with an internal tube of different length, in order to vary the sinking of the internal tube in the bottle. However, the replacement of the internal tube involves a considerable waste of time, as it requires to completely empty the tank, to replace the internal tube of each of the filling devices that the machine is equipped with and to sterilize the machine before resuming filling. .

Scopo della presente invenzione Ã ̈ proporre un dispositivo di riempimento per il riempimento di bottiglie secondo la tecnologia a livello, che non sia affetto dagli inconvenienti della tecnica nota sopra enunciati. The object of the present invention is to propose a filling device for filling bottles according to the level technology, which is not affected by the drawbacks of the prior art described above.

Questo e altri scopi sono pienamente raggiunti secondo la presente invenzione grazie a un dispositivo di riempimento avente le caratteristiche definite nella parte caratterizzante dell'annessa rivendicazione indipendente 1. This and other purposes are fully achieved according to the present invention thanks to a filling device having the characteristics defined in the characterizing part of the attached independent claim 1.

Forme di realizzazione vantaggiose dell'invenzione sono specificate nelle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto Ã ̈ da intendere come parte integrale e integrante della descrizione che segue. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims, the content of which is to be understood as an integral and integral part of the following description.

In sintesi, l'invenzione si fonda sull'idea di realizzare un dispositivo di riempimento in cui l'otturatore munito di guarnizione che apre/chiude l'area di passaggio per il liquido Ã ̈ previsto all'estremitÃ inferiore del tubo interno e coopera con l'estremitÃ inferiore del tubo esterno. In summary, the invention is based on the idea of realizing a filling device in which the shutter equipped with a gasket that opens / closes the passage area for the liquid is provided at the lower end of the inner tube and cooperates with the lower end of the outer tube.

Grazie a una tale disposizione dell'otturatore con la relativa guarnizione, la chiusura del passaggio del liquido avviene in prossimitÃ del foro attraverso cui il tubo interno comunica con l'interno della bottiglia, il che permette di ottenere una maggiore precisione nel livello di riempimento e quindi di evitare di eseguire la fase di livellatura. Thanks to this arrangement of the shutter with the relative gasket, the closure of the liquid passage takes place near the hole through which the internal tube communicates with the inside of the bottle, which allows to obtain greater precision in the filling level and therefore to avoid carrying out the leveling phase.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno piÃ¹ chiaramente dalla descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati, in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become clearer from the detailed description that follows, given purely by way of non-limiting example with reference to the attached drawings, in which:

la figura 1 Ã ̈ una vista in sezione assiale di un dispositivo di riempimento isobarico per macchine riempitrici secondo la tecnica nota; Figure 1 is an axial sectional view of an isobaric filling device for filling machines according to the prior art;

la figura 2 Ã ̈ una vista in sezione assiale di un dispositivo di riempimento per macchine riempitrici secondo una forma di realizzazione della presente invenzione; e Figure 2 is an axial sectional view of a filling device for filling machines according to an embodiment of the present invention; And

la figura 3 mostra in scala ingrandita la porzione inferiore del dispositivo di riempimento di figura 2. Figure 3 shows the lower portion of the filling device of Figure 2 on an enlarged scale.

Con riferimento alla figure 2 e 3, in cui a parti ed elementi identici o corrispondenti a quelli della figura 1 (tecnica nota) sono stati attribuiti i medesimi numeri di riferimento, un dispositivo di riempimento per macchine riempitrici secondo la presente invenzione Ã ̈ complessivamente indicato con 10 e comprende fondamentalmente: With reference to figures 2 and 3, in which the same reference numbers have been attributed to parts and elements identical or corresponding to those of figure 1 (prior art), a filling device for filling machines according to the present invention is generally indicated with 10 and basically includes:

un corpo 12 presentante una cavitÃ interna 18 di forma cilindrica che si estende verticalmente attraverso tutto il corpo 12; a body 12 having an internal cavity 18 of cylindrical shape which extends vertically through the whole body 12;

un tubo esterno 24 di asse verticale (indicato con z), che Ã ̈ fissato superiormente a una parete di fondo 14 di una vasca 16 della macchina riempitrice, si estende attraverso la cavitÃ interna 18 del corpo 12 e sporge verso il basso rispetto al corpo 12; an external tube 24 with a vertical axis (indicated by z), which is fixed at the top to a bottom wall 14 of a tank 16 of the filling machine, extends through the internal cavity 18 of the body 12 and projects downwards with respect to the body 12;

un tubo interno 26 che Ã ̈ disposto coassialmente al tubo esterno 24 e si estende in parte (parte inferiore) all'interno del tubo esterno 24 e in parte (parte superiore) all'interno della vasca 16, dopo avere attraversato un foro 22 previsto in una parete di fondo 14 della vasca stessa, arrivando con la sua estremitÃ superiore al disopra del livello L del liquido nella vasca 16; an internal tube 26 which is arranged coaxially to the external tube 24 and extends partly (lower part) inside the external tube 24 and partly (upper part) inside the tank 16, after passing through a hole 22 provided in a bottom wall 14 of the tank itself, reaching with its upper end above the level L of the liquid in the tank 16;

un cono centratore 28 che Ã ̈ disposto coassialmente ai due tubi esterno 24 e interno 26 ed Ã ̈ provvisto di una guarnizione 30 atta a fare tenuta contro l'estremitÃ superiore del collo di una bottiglia (non mostrata) da riempire; e a centering cone 28 which is arranged coaxially to the two external 24 and internal 26 tubes and is provided with a gasket 30 able to seal against the upper end of the neck of a bottle (not shown) to be filled; And

un gruppo valvolare 32 comprendente una pluralitÃ di valvole ad azionamento pneumatico, in particolare quattro valvole ad azionamento pneumatico 34a, 34b, 34c e 34d, configurate per avviare e arrestare secondo prestabilite modalitÃ di funzionamento le diverse fasi previste dal ciclo di riempimento della bottiglia. a valve assembly 32 comprising a plurality of pneumatically operated valves, in particular four pneumatically operated valves 34a, 34b, 34c and 34d, configured to start and stop the various phases envisaged by the bottle filling cycle according to predetermined operating modes.

Fra il tubo esterno 24 e il tubo interno 26 risulta dunque definito un condotto anulare 44 che si estende sino all'estremitÃ inferiore del tubo esterno e attraverso cui il liquido contenuto nella vasca 16 puÃ² defluire verso il basso per andare a riempire una bottiglia. Il flusso del liquido lungo il condotto anulare 44 Ã ̈ controllato da un otturatore 36 provvisto di guarnizione 38. Come osservabile in particolare nella vista in scala ingrandita di figura 3, l'otturatore 36 Ã ̈ fissato al tubo interno 26, coassialmente a questo, in corrispondenza di una sua porzione di estremitÃ inferiore che fuoriesce verso il basso dal tubo esterno 24, per cooperare l'estremitÃ inferiore del tubo esterno 24. Il tubo interno 26, e con esso l'otturatore 36, Ã ̈ mobile rispetto al tubo esterno 24 fra una posizione sollevata (mostrata nella figura 2), in cui l'otturatore 36, mediante la guarnizione 38, chiude inferiormente il condotto anulare 44, impedendo quindi al liquido contenuto nella vasca 16 di fuoriuscire dal dispositivo di riempimento 10 per andare a riempire la bottiglia, e una posizione abbassata (mostrata nella figura 3), in cui l'otturatore 36 lascia aperto inferiormente il condotto anulare 44, consentendo quindi al liquido contenuto nella vasca 16 di fuoriuscire dal dispositivo di riempimento 10 per andare a riempire la bottiglia. Sempre con riferimento alla figura 3, l'otturatore 36 presenta, al disotto della guarnizione 38, un foro 52 realizzato in particolare come foro obliquo e avente la funzione di mettere in comunicazione il tubo interno 26 con l'ambiente esterno, in particolare per il passaggio di gas dalla vasca alla bottiglia e viceversa, come verrÃ meglio spiegato piÃ¹ avanti. An annular duct 44 is therefore defined between the outer tube 24 and the inner tube 26 which extends to the lower end of the outer tube and through which the liquid contained in the tank 16 can flow downwards to fill a bottle. The flow of the liquid along the annular duct 44 is controlled by an obturator 36 provided with gasket 38. As can be observed in particular in the enlarged scale view of figure 3, the obturator 36 is fixed to the internal tube 26, coaxially to this, in correspondence with a portion of its lower end which protrudes downwards from the outer tube 24, to cooperate with the lower end of the outer tube 24. The inner tube 26, and with it the shutter 36, is movable with respect to the outer tube 24 between a raised position (shown in Figure 2), in which the shutter 36, by means of the gasket 38, closes the annular duct 44 at the bottom, thus preventing the liquid contained in the tank 16 from escaping from the filling device 10 to fill the bottle, and a lowered position (shown in Figure 3), in which the shutter 36 leaves the annular duct 44 open at the bottom, thus allowing the liquid contained in the tank 16 to flow exit from the filling device 10 to go and fill the bottle. Again with reference to Figure 3, the shutter 36 has, below the gasket 38, a hole 52 made in particular as an oblique hole and having the function of putting the internal tube 26 in communication with the external environment, in particular for the passage of gas from the tank to the bottle and vice versa, as will be better explained later.

Il cono centratore 28 Ã ̈ montato su una piastra di supporto 54 che Ã ̈ fissata all'estremitÃ inferiore di una coppia di aste 56 (una sola delle quali Ã ̈ visibile nella vista in sezione di figura 2) disposte con il proprio asse parallelamente e a distanza rispetto all'asse z del cono centratore stesso e dei tubi esterno 24 e interno 26. Ciascuna asta 56 Ã ̈ guidata in modo scorrevole in un rispettivo cilindro 58 fissato alla vasca 16, in particolare alla parete di fondo 14 di quest'ultima, in modo da consentire al cono centratore 28 di muoversi verticalmente rispetto alla vasca 16, nonchÃ© rispetto al corpo 12 e al tubo esterno 24 (che sono solidali alla vasca stessa). In particolare, la corsa del movimento verticale del cono centratore 28 Ã ̈ tale da consentire a quest'ultimo di arrivare in battuta contro la faccia inferiore del corpo 12, condizione questa necessaria perchÃ© il dispositivo possa eseguire il riempimento di una bottiglia in modalitÃ isobarica. Solidali al corpo 12 sono montati un sensore di prossimitÃ 60 che rileva la presenza della bottiglia al disotto del dispositivo di riempimento 10 per dare l'avvio al procedimento di riempimento e un pressostato 84 che misura la pressione raggiunta all'interno della bottiglia. The centering cone 28 is mounted on a support plate 54 which is fixed to the lower end of a pair of rods 56 (only one of which is visible in the sectional view of figure 2) arranged with its axis parallel and at distance with respect to the z axis of the centering cone itself and of the external 24 and internal tubes 26. Each rod 56 is slidably guided in a respective cylinder 58 fixed to the tank 16, in particular to the bottom wall 14 of the latter, so as to allow the centering cone 28 to move vertically with respect to the tank 16, as well as with respect to the body 12 and the external tube 24 (which are integral with the tank itself). In particular, the vertical movement of the centering cone 28 is such as to allow the latter to come into contact with the lower face of the body 12, a necessary condition for the device to fill a bottle in isobaric mode. . Mounted integral with the body 12 is a proximity sensor 60 which detects the presence of the bottle below the filling device 10 to start the filling process and a pressure switch 84 which measures the pressure reached inside the bottle.

Il dispositivo di riempimento 10 comprende inoltre un'unitÃ di azionamento 62 che Ã ̈ associata all'estremitÃ superiore del tubo interno 26 per comandare il movimento verticale di quest'ultimo, e con esso dell'otturatore 36 con relativa guarnizione 38, fra le posizioni abbassata e sollevata sopra definite e per controllare il flusso del gas attraverso tale tubo. L'unitÃ di azionamento 62 Ã ̈ montata su un coperchio 64 della vasca 16 e comprende un primo e un secondo attuatore lineare montati in serie l'uno con l'altro, laddove il primo attuatore lineare Ã ̈ atto a comandare il movimento verticale del tubo interno 26 e il secondo attuatore lineare Ã ̈ atto a comandare il movimento verticale di un otturatore 66 per aprire o chiudere l'estremitÃ superiore del tubo interno 26. Il primo attuatore lineare Ã ̈ preferibilmente realizzato come cilindro pneumatico a doppio effetto e comprende un cilindro 68 fissato al coperchio 64 della vasca 16 coassialmente al tubo interno 26 e un pistone 70 montato scorrevole nel cilindro 68. Il pistone 70 ha uno stelo 72 che fuoriesce inferiormente dal cilindro 68 ed Ã ̈ fissato all'estremitÃ superiore del tubo interno 26 in modo da essere solidale a quest'ultimo nel suo movimento di traslazione verticale. Il secondo attuatore lineare Ã ̈ anch'esso preferibilmente realizzato come cilindro pneumatico a doppio effetto e comprende un cilindro 74, che Ã ̈ collegato al pistone 70 del primo attuatore lineare in modo da essere solidale a quest'ultimo nel suo movimento di traslazione verticale, e un pistone 76 montato scorrevole nel cilindro 74. Il pistone 76 ha uno stelo 78 che fuoriesce inferiormente dal cilindro 74 e che si estende attraverso una cavitÃ cilindrica coassiale 80 realizzata nello stelo 72 del pistone 70 del primo attuatore lineare. All'estremitÃ inferiore dello stelo 78 Ã ̈ fissato l'otturatore 66, che Ã ̈ dunque solidale allo stelo 78 nel suo movimento di traslazione verticale. The filling device 10 further comprises an actuation unit 62 which is associated with the upper end of the inner tube 26 to control the vertical movement of the latter, and with it of the shutter 36 with relative gasket 38, between the positions lowered and raised above defined and to control the flow of gas through that pipe. The drive unit 62 is mounted on a lid 64 of the tank 16 and comprises a first and a second linear actuator mounted in series with each other, the first linear actuator being able to control the vertical movement of the inner tube 26 and the second linear actuator is adapted to control the vertical movement of a shutter 66 to open or close the upper end of the inner tube 26. The first linear actuator is preferably realized as a double-acting pneumatic cylinder and comprises a cylinder 68 fixed to the lid 64 of the tank 16 coaxially to the inner tube 26 and a piston 70 slidably mounted in the cylinder 68. The piston 70 has a rod 72 which protrudes from the bottom of the cylinder 68 and is fixed to the upper end of the inner tube 26 in so as to be integral with the latter in its vertical translation movement. The second linear actuator is also preferably realized as a double-acting pneumatic cylinder and comprises a cylinder 74, which is connected to the piston 70 of the first linear actuator so as to be integral with the latter in its vertical translation movement, and a piston 76 slidably mounted in the cylinder 74. The piston 76 has a rod 78 which protrudes from the bottom of the cylinder 74 and which extends through a coaxial cylindrical cavity 80 made in the rod 72 of the piston 70 of the first linear actuator. The shutter 66 is fixed to the lower end of the stem 78 and is therefore integral with the stem 78 in its vertical translation movement.

Il corpo 12 e il gruppo valvolare 32 sono preferibilmente montati entrambi su una medesima flangia di supporto 86 della macchina. Lo stesso vale per tutti i dispositivi di riempimento 10 di cui Ã ̈ provvista la macchina. The body 12 and the valve assembly 32 are preferably both mounted on the same support flange 86 of the machine. The same applies to all the filling devices 10 with which the machine is equipped.

Si descriverÃ ora il funzionamento del dispositivo di riempimento 10 con riferimento all'operazione di riempimento di una bottiglia con vino gassato secondo la modalitÃ di riempimento di tipo isobarico. The operation of the filling device 10 will now be described with reference to the operation of filling a bottle with carbonated wine according to the filling method of the isobaric type.

Innanzitutto, la bottiglia da riempire viene sollevata mediante un pistone pneumatico (non mostrato) per essere premuta contro la guarnizione 30 del cono centratore 28 sino a che il cono centratore 30 non va in battuta contro la faccia inferiore del corpo 12, in modo da realizzare una perfetta tenuta fra corpo e bottiglia per contenere la pressione di riempimento. Il sensore di prossimitÃ 60 rileva la presenza della bottiglia al disotto del dispositivo di riempimento 10 e dÃ l'avvio al riempimento. First of all, the bottle to be filled is raised by means of a pneumatic piston (not shown) to be pressed against the seal 30 of the centering cone 28 until the centering cone 30 abuts against the lower face of the body 12, so as to achieve a perfect seal between the body and the bottle to contain the filling pressure. The proximity sensor 60 detects the presence of the bottle below the filling device 10 and starts filling.

La valvola ad azionamento pneumatico 34a viene quindi azionata per mettere in comunicazione l'interno della bottiglia con un circuito del vuoto 82a e avviare in tal modo una fase di deaerazione, durante la quale viene espulsa dalla bottiglia l'aria in essa contenuta. Terminata la fase di deaerazione, la valvola ad azionamento pneumatico 34a viene azionata per chiudere il circuito del vuoto 82a. The pneumatically operated valve 34a is then operated to put the inside of the bottle in communication with a vacuum circuit 82a and thus start a deaeration phase, during which the air contained therein is expelled from the bottle. At the end of the deaeration phase, the pneumatically operated valve 34a is operated to close the vacuum circuit 82a.

Successivamente viene eseguita una fase di compenso della pressione, durante la quale il gas presente nella vasca 16 e il gas presente nella bottiglia vengono portati alla medesima pressione. A tale scopo, la valvola ad azionamento pneumatico 34b viene azionata per mettere in comunicazione l'interno della bottiglia con la parte superiore della vasca 16, cioÃ ̈ la parte di vasca al disopra del livello L del liquido, tramite un circuito 82b. Durante la fase di compenso della pressione, il pressostato 84 misura la pressione raggiunta all'interno della bottiglia. In caso di rottura o di scoppio della bottiglia, il pressostato 84 segnala il mancato raggiungimento della pressione di compenso e la macchina interrompe il ciclo di riempitura. Terminata la fase di compenso della pressione, la valvola ad azionamento pneumatico 34b viene azionata per chiudere il circuito 82b. Subsequently, a pressure compensation step is carried out, during which the gas present in the tank 16 and the gas present in the bottle are brought to the same pressure. For this purpose, the pneumatically operated valve 34b is operated to put the inside of the bottle in communication with the upper part of the tank 16, that is, the part of the tank above the level L of the liquid, by means of a circuit 82b. During the pressure compensation phase, the pressure switch 84 measures the pressure reached inside the bottle. In the event of the bottle breaking or bursting, the pressure switch 84 signals that the compensation pressure has not been reached and the machine interrupts the filling cycle. At the end of the pressure compensation step, the pneumatically operated valve 34b is operated to close the circuit 82b.

Successivamente viene eseguita una fase di sovrappressione, durante la quale viene creata una certa sovrappressione nella bottiglia. A tale scopo, la valvola ad azionamento pneumatico 34c viene azionata per aprire un circuito 82c tramite il quale l'interno della bottiglia viene portato a una pressione leggermente superiore (ad esempio, superiore di circa 0,2 bar) alla pressione presente in vasca. Successivamente la valvola ad azionamento pneumatico 34c viene chiusa e l'otturatore 66 viene sollevato mediante il secondo cilindro pneumatico (cilindro 74 e pistone 76) in modo da mettere in comunicazione il tubo interno 26 con la parte di vasca 16 al disopra del livello L del liquido in essa contenuto. Per effetto della sovrappressione presente all'interno della bottiglia, eventuali gocce di liquido rimaste sulla parete interna nel tubo interno 26 vengono spinte nella vasca 16. In tal modo, si evita che tali gocce cadano nella bottiglia e possano quindi provocare la formazione di schiuma. La fase di sovrappressione puÃ² essere esclusa qualora non sussistano condizioni di formazione di schiuma. An overpressure phase is then performed, during which a certain overpressure is created in the bottle. For this purpose, the pneumatically operated valve 34c is operated to open a circuit 82c by which the inside of the bottle is brought to a pressure slightly higher (for example, about 0.2 bar higher) than the pressure present in the tank. Subsequently, the pneumatically operated valve 34c is closed and the shutter 66 is raised by means of the second pneumatic cylinder (cylinder 74 and piston 76) so as to put the inner tube 26 in communication with the part of the tank 16 above the level L of the liquid contained in it. As a result of the overpressure present inside the bottle, any drops of liquid remaining on the internal wall in the internal tube 26 are pushed into the tank 16. In this way, such drops are prevented from falling into the bottle and thus causing the formation of foam. The overpressure phase can be excluded if no foam formation conditions exist.

A questo punto viene eseguita una fase di riempimento, durante la quale il liquido contenuto nella vasca 16 viene immesso nella bottiglia sino a un livello prestabilito. A tale scopo, il primo cilindro pneumatico (cilindro 68 e pistone 70) viene comandato per provocare lo spostamento dell'insieme formato dal tubo interno 26 e dall'otturatore 36 nella posizione abbassata e permettere quindi la discesa per gravitÃ del liquido dalla vasca 16 alla bottiglia attraverso il condotto anulare 44. Durante la fase di riempimento, man mano che il liquido riempie la bottiglia il gas giÃ presente in bottiglia ritorna nella vasca 16 tramite il foro 52 e il tubo interno 26. La fase di riempimento termina quando il liquido in bottiglia raggiunge un livello tale da ostruire il foro 52 previsto nell'otturatore 36. Si osserverÃ a tale proposito che nel dispositivo di riempimento 10 secondo l'invenzione il livello finale del liquido in bottiglia Ã ̈ dunque definito dall'affondamento dell'otturatore 36 all'interno della bottiglia. Ne consegue che per variare il livello di riempimento Ã ̈ sufficiente variare la posizione del corpo 12. Tale posizione definisce infatti la posizione di arresto del cono centratore 28 quando la bottiglia viene spinta verso l'alto contro il cono centratore stesso all'inizio del ciclo di riempimento, e dunque la variazione di tale posizione comporta una corrispondente variazione della posizione relativa dell'otturatore 36 rispetto alla bottiglia. Dal momento che il corpo 12 Ã ̈ montato sulla flangia di supporto 86, che Ã ̈ comune a tutti i dispositivi di riempimento della macchina, la regolazione del livello di riempimento viene eseguita simultaneamente per tutti i dispositivi di riempimento presenti sulla macchina. Inoltre, la regolazione del livello di riempimento puÃ² essere eseguita mentre la macchina Ã ̈ in funzione. At this point a filling step is carried out, during which the liquid contained in the tank 16 is introduced into the bottle up to a predetermined level. For this purpose, the first pneumatic cylinder (cylinder 68 and piston 70) is controlled to cause the movement of the assembly formed by the internal tube 26 and the shutter 36 to the lowered position and thus allow the descent of the liquid by gravity from the tank 16 to the bottle through the annular duct 44. During the filling phase, as the liquid fills the bottle, the gas already present in the bottle returns to the tank 16 through the hole 52 and the internal tube 26. The filling phase ends when the liquid in bottle reaches a level such as to obstruct the hole 52 provided in the shutter 36. It will be noted in this regard that in the filling device 10 according to the invention the final level of the liquid in the bottle is therefore defined by the sinking of the shutter 36 at the inside the bottle. It follows that to vary the filling level it is sufficient to vary the position of the body 12. This position in fact defines the stop position of the centering cone 28 when the bottle is pushed upwards against the centering cone itself at the beginning of the cycle. and therefore the variation of this position entails a corresponding variation of the relative position of the shutter 36 with respect to the bottle. Since the body 12 is mounted on the support flange 86, which is common to all filling devices on the machine, the filling level adjustment is performed simultaneously for all filling devices on the machine. In addition, the fill level adjustment can be performed while the machine is running.

Raggiunto il livello di riempimento previsto, il primo cilindro pneumatico 68, 70 viene comandato per provocare lo spostamento dell'insieme formato dal tubo interno 26 e dall'otturatore 36 nella posizione sollevata, in modo da chiudere inferiormente il condotto anulare 44. A questo punto, viene eseguita una fase di svuotamento, durante la quale il liquido presente nel tubo interno 26 viene riportato nella vasca 16. A tale scopo, la valvola ad azionamento pneumatico 34c viene aperta e tramite il circuito 82c porta l'interno della bottiglia a una pressione leggermente superiore alla pressione presente in vasca (circa 0,2 bar di sovrappressione), in modo da spingere nella vasca 16 il liquido presente nel tubo interno 26. A seconda del liquido utilizzato, questa fase di svuotamento puÃ² anche essere evitata. Terminata la fase di svuotamento o, nel caso in cui tale fase non sia eseguita, terminata la fase di riempimento, il secondo cilindro pneumatico 74, 76 viene comandato per provocare l'abbassamento dell'otturatore 66 e quindi la chiusura del tubo interno 26 anche alla sua estremitÃ superiore. Once the required filling level has been reached, the first pneumatic cylinder 68, 70 is controlled to cause the movement of the assembly formed by the internal tube 26 and the shutter 36 to the raised position, so as to close the annular duct 44 at the bottom. At this point , an emptying phase is carried out, during which the liquid present in the internal tube 26 is returned to the tank 16. For this purpose, the pneumatically operated valve 34c is opened and through the circuit 82c brings the inside of the bottle to a pressure slightly higher than the pressure present in the tank (about 0.2 bar overpressure), so as to push the liquid present in the internal tube 26 into the tank 16. Depending on the liquid used, this emptying phase can also be avoided. At the end of the emptying phase or, in the event that this phase is not carried out, at the end of the filling phase, the second pneumatic cylinder 74, 76 is controlled to cause the lowering of the shutter 66 and therefore the closing of the internal tube 26 also at its upper end.

Viene infine eseguita una fase di sgasatura, durante la quale la valvola ad azionamento pneumatico 34d viene aperta e chiusa in successione, mettendo cosÃ¬ in comunicazione in modo alternato l'interno della bottiglia con un circuito 82d che si trova alla pressione atmosferica al fine di annullare gradualmente la pressione presente in bottiglia e limitare quindi la formazione di schiuma. Finally, a degassing step is performed, during which the pneumatically operated valve 34d is opened and closed in succession, thus putting the inside of the bottle in communication alternately with a circuit 82d which is at atmospheric pressure in order to gradually cancel the pressure present in the bottle and therefore limit the formation of foam.

Alla luce della descrizione sopra fornita, i vantaggi offerti da un dispositivo di riempimento per macchine riempitrici secondo la presente invenzione risultano evidenti. In the light of the above description, the advantages offered by a filling device for filling machines according to the present invention are evident.

Innanzitutto, grazie al fatto che l'otturatore munito di guarnizione che apre/chiude l'area di passaggio per il liquido dalla vasca alla bottiglia Ã ̈ previsto all'estremitÃ inferiore del tubo interno e coopera con l'estremitÃ inferiore del tubo esterno, la chiusura del passaggio del liquido avviene in prossimitÃ del foro attraverso cui il tubo interno comunica con l'interno della bottiglia, il che permette di ottenere una precisione maggiore nel livello di riempimento e quindi anche di evitare di eseguire, dopo la fase di riempitura, la fase di livellatura, che Ã ̈ invece necessaria con i dispositivi di riempimento isobarico noti e che com porta pericoli di inquinamento del liquido contenuto nella vasca da parte del liquido che dal dispositivo di riempimento viene fatto ritornare nella vasca. First of all, thanks to the fact that the shutter equipped with a gasket that opens / closes the passage area for the liquid from the tank to the bottle is provided at the lower end of the internal tube and cooperates with the lower end of the external tube, the closing of the liquid passage takes place near the hole through which the internal tube communicates with the inside of the bottle, which allows to obtain a greater precision in the filling level and therefore also to avoid carrying out, after the filling phase, the leveling phase, which is instead necessary with known isobaric filling devices and which entails the danger of pollution of the liquid contained in the tank by the liquid that is returned to the tank by the filling device.

Inoltre, mentre nei dispositivi di riempimento noti le durate delle fasi di deaerazione, di livellatura e di sgasatura sono determinate dai profili delle camme che comandano le valvole e quindi, una volta definiti tali profili, sono fisse, con il dispositivo di riempimento secondo la presente invenzione, grazie al fatto che le valvole sono valvole ad azionamento pneumatico, Ã ̈ invece possibile variare la durata di ciascuna fase modificando il programma di controllo che controlla l'apertura e la chiusura di tali valvole. Furthermore, while in known filling devices the durations of the deaeration, leveling and degassing phases are determined by the profiles of the cams that control the valves and therefore, once said profiles have been defined, they are fixed, with the filling device according to the present invention. invention, thanks to the fact that the valves are pneumatically operated valves, it is instead possible to vary the duration of each phase by modifying the control program that controls the opening and closing of these valves.

Oltretutto, mentre nelle macchine riempitrici note le valvole associate a ciascun dispositivo di riempimento sono poste in parte in prossimitÃ del corpo del dispositivo di riempimento e in parte al disopra della vasca, il che comporta evidenti problemi di ingombro, nel dispositivo di riempimento secondo la presente invenzione tutte le valvole del gruppo valvolare, con i relativi condotti, sono montate sulla flangia di supporto su cui Ã ̈ montato anche il corpo del dispositivo di riempimento, e sono quindi poste in prossimitÃ del collo della bottiglia durante il ciclo di riempimento, il che permette di ridurre i volumi dei condotti interessati durante le varie fasi del ciclo di riempimento. Moreover, while in known filling machines the valves associated with each filling device are located partly near the body of the filling device and partly above the tank, which entails obvious problems of space, in the filling device according to the present invention. invention all the valves of the valve group, with the relative ducts, are mounted on the support flange on which the body of the filling device is also mounted, and are therefore placed near the neck of the bottle during the filling cycle, which it allows to reduce the volumes of the ducts involved during the various phases of the filling cycle.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto Ã ̈ stato descritto e illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo fuoriuscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni. Naturally, the principle of the invention remaining the same, the embodiments and details of construction may be widely varied with respect to what has been described and illustrated purely by way of non-limiting example, without thereby departing from the scope of the invention as defined in the attached claims.

Claims

CLAIMS 1. Filling device (10) for filling machines for level filling of bottles with food liquids, such as in particular wine and beer, the filling device (10) comprising: a body (12) having an internal cavity (18) which extends vertically through said body (12); an external tube (24) which is configured to be fixed at the top to a bottom wall (14) of a tank (16) of the machine designed to contain the liquid with which to fill the bottles, extends through the internal cavity (18) of the body (12) and protrudes downwards with respect to the body (12); an inner tube (26) which is arranged coaxially to the outer tube (24), extends for a lower portion of it inside the outer tube (24) and protrudes upwards with respect to the outer tube (24), so to arrive with its upper end, in the condition of assembly of the filling device (10) on the machine, above the level (L) of the liquid contained in the tank (16), the external tube (24) and the internal tube (26 ) delimiting an annular duct (44) which extends up to the lower end of the external tube (24) and through which the liquid contained in the tank (16) can flow downwards to fill a bottle; a centering cone (28) which is arranged coaxially to the outer tube (24) and to the inner tube (26) and is provided with a gasket (30) configured to seal against the upper end of the neck of the bottle to be filled, the centering cone (28) being vertically movable with respect to the body (12) between a rest position, in which it is placed below the body (12) and at a distance from it, and a work position, in which it is in abutment against a lower face of the body (12); a first shutter (36) which is fixed to the inner tube (26) and is provided with a gasket (38) configured to seal the annular duct (44) at its lower end, the assembly formed by the inner tube ( 26) and by the first shutter (36) being vertically movable between a first position, in which the annular duct (44) opens below to allow the liquid contained in the tank (16) to flow downwards and fill the bottle, and a second position, in which it closes the annular duct (44) at the bottom, thus preventing the liquid from escaping from the annular duct (44); an actuation unit (62) operatively associated with the upper end of the inner tube (26) to control the vertical movement of the latter, and with it of the first shutter (36), between said first and second positions and to control the gas flow through the inner tube (26); the filling device (10) being characterized by the fact that the first shutter (36) is placed at the lower end of the internal tube (26) and cooperates with the lower end of the external tube (24) to open / close the lower end annular duct (44).

Device according to claim 1, in which the first position of the assembly formed by the inner tube (26) and the first shutter (36) is lowered with respect to the second position.

3. Device according to claim 2, in which the first obturator (36) has, below the gasket (38), a hole (52) through which the inner tube (26) is in communication with the external environment.

Device according to any one of the preceding claims, in which the actuation unit (62) comprises a first linear actuator (68, 70) adapted to control the vertical movement of the assembly formed by the inner tube (26) and the first shutter (36) and a second linear actuator (74, 76) adapted to control the vertical movement of a second shutter (66) configured to open or close the upper end of the inner tube (26).

Device according to claim 4, wherein the first linear actuator (68, 70) and the second linear actuator (74, 76) are mounted in series with each other.

Device according to claim 4 or claim 5, wherein the first linear actuator (68, 70) and the second linear actuator (74, 76) are double-acting pneumatic cylinders.

7. Filling machine for the level filling of bottles with food liquids, such as in particular wine and beer, comprising a tank (16) suitable for containing the food liquid to be bottled and a plurality of filling devices (10) according to any one of the preceding claims, wherein the inner tube (26) of each filling device (10) extends inside the tub (16), through a respective hole (22) provided in a bottom wall (14) of the tub (16) .

8. Machine according to claim 7, wherein each filling device (10) further includes a valve assembly (32) comprising a plurality of valves (34a, 34b, 34c, 34d) configured to start and stop the phases foreseen by the cycle of filling the bottle.

9. Machine according to claim 8, wherein said valves (34a, 34b, 34c, 34d) are pneumatically operated valves.

Machine according to claim 8 or claim 9, further comprising a support flange (86) on which the body (12) and the valve assembly (32) of each filling device (10) are mounted.