ITUA20163727A1 - Macchina di riempiemto di contenitori con prodotti di diversa tipologia - Google Patents

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Vanni Zacché
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Weightpack Srl
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Description

TITOLO: MACCHINA DI RIEMPIEMTO DI CONTENITORI CON PRODOTTI DI DIVERSA TIPOLOGIA
Descrizione
La presente invenzione si riferisce ad una macchina di riempimento del tipo a peso, adatta al riempimento di contenitori con due o più prodotti di diversa tipologia.
Nel settore delle macchine di riempimento, in particolare del tipo a peso, un problema particolarmente sentito è il riempimento di contenitori con prodotti di diversa tipologia a formare una composizione. Un caso tipicamente esemplificativo si verifica per prodotti ad uso domestico quali detersivi per l’igiene della casa, per il lavaggio di biancheria e prodotti similari. E’ noto infatti che tali prodotti comprendono una composizione base, che tipicamente ammonta a circa il 99% del peso del prodotto, e profumi e/o coloranti che vengono aggiunti alla composizione base per conferire al prodotto una rosa di diverse caratteristiche organolettiche così da riuscire graditi agli svariati gusti dell’utenza. Ad esempio, un detergente potrà presentarsi sul mercata con una colorazione rosa ed un profumo di rosa oppure avere colore e profumo della lavanda e così via.
La produzione di questi prodotti diversificati richiede prima la preparazione delle diverse miscele di sostanze e quindi il riempimento dei contenitori con tali miscele, operando ad esempio per lotti successivi, ognuno con un diverso prodotto. Questo richiede l’interruzione del processo di riempimento tra un lotto e l’altro per il lavaggio dell’apparecchiatura.
In alternativa, esistono macchine che sono in grado di riempire contemporaneamente contenitori con miscele di diversi prodotti, attingendo da serbatoi diversificati, uno per ogni prodotto, ma la gestione della procedura di riempimento è complessa e l’ingombro dell’apparecchiatura notevole.
Il problema indirizzato dalla presente invenzione è quindi quello di mettere a disposizione una macchina di riempimento, in particolare una macchina di riempimento a peso, che consenta una gestione ottimale dell’operazione di riempimento in contemporanea di contenitori con prodotti diversificati e che sia di ingombro ridotto.
Tale problema è risolto da una macchina di riempimento come delineata nelle annesse rivendicazioni, le cui definizioni formano parte integrante della presente descrizione.
In particolare, l’invenzione riguarda una macchina di riempimento a peso, comprendente un’unità di riempimento ed un’unità di alimentazione di uno o più prodotti di diversa composizione finale per il riempimento di contenitori, in cui detti uno o più prodotti comprendono una composizione base uguale per tutti i prodotti ed uno o più additivi, diversi per ogni diversa composizione finale, in cui l’unità di alimentazione comprende un serbatoio per la composizione base ed una pluralità di unità di miscelazione, una per ogni diverso prodotto, ognuna delle unità di miscelazione essendo collegata tramite rispettive linee di alimentazione all’unità di riempimento.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di alcuni esempi di realizzazione, fatta qui di seguito a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle seguenti figure:
Figura 1 rappresenta una vista di diagramma a blocchi della macchina secondo l’invenzione;
Figura 2 rappresenta una vista schematica di un particolare della macchina di figura 1;
Figura 3 rappresenta una vista schematica del particolare di figura 2 secondo una diversa forma realizzativa.
Con riferimento alla figura 1, la macchina di riempimento secondo l’invenzione, indicata nel suo complesso con il numero 1, comprende un’unità di riempimento 2 ed un’unità di alimentazione 3 dei vari prodotti P per il riempimento dei contenitori.
L’unità di riempimento 2 comprende una tavola rotante 4 imperniata su un albero 5 mosso dalla motorizzazione della macchina. La tavola rotante 4 comprende una pluralità di piattelli 6 per il sostegno di contenitori C. I contenitori C possono essere trattenuti sui piattelli 6 in modo convenzionale, ad esempio trattenuti in corrispondenza del collo da opportune pinze 7.
Al di sopra di ogni piattello 6 è posizionata una valvola di riempimento 8, anch’essa di tipo convenzionale, scelta in base al tipo di liquido di riempimento (ad esempio, per prodotti schiumogeni, o per prodotti ad elevata densità, ecc.).
In forme di realizzazione preferite, l’unità di riempimento 2 è un’unità di riempimento a peso, per cui sarà dotata di opportuni dispositivi, anch’essi di tipo convenzionale, che permettano questa tipologia di riempimento. In particolare, i piattelli 6 o la pinza 7 (nel caso in cui il contenitore C risulti sospeso alla pinza 7) saranno collegati ad un’opportuna cella di carico che a sua volta sarà operativamente connessa con un’unità di comando e controllo (non mostrata) della macchina 1 in modo da interrompere il riempimento di ogni singolo contenitore C una volta che sia stato raggiunto il peso prestabilito.
Ogni valvola di riempimento 8 è collegata con una linea di distribuzione 9, 9’, 9”, 9’’’ di un prodotto P con diversa composizione finale. Ad esempio, nel caso di detergenti, una prima linea di distribuzione 9 potrà alimentare un detergente al profumo di rosa, una seconda linea 9” potrà alimentare un detergente al profumo di lavanda e così via. Ognuno di tali prodotti P sarà quindi definito da una ricetta che prevede la miscelazione di una composizione base B con opportuni additivi, diversi da ricetta a ricetta.
In figura 1 sono rappresentate quattro diverse linee di distribuzione 9, 9’, 9”, 9’’’, ma è evidente che esse potranno essere in numero minore o anche maggiore. Inoltre, nelle figure le diverse linee di distribuzione 9, 9’, 9”, 9’’’ sono poste in ordine alterno, ma nulla vieta che esse siano raggruppate in modo da riempire nell’ordine una prima serie di contenitori C con uno stesso prodotto, una seconda serie con un diverso prodotto e così via.
La pluralità di linee di distribuzione 9, 9’, 9”, 9’’’ è collegata ad un collettore di distribuzione 10 che provvede a distribuire i vari prodotti tra le varie valvole di riempimento 8 secondo l’ordine prestabilito. I particolari costruttivi del collettore di distribuzione 10 sono noti al tecnico del settore in quanto tale collettore è utilizzato in macchine di riempimento convenzionali che permettono una tipologia di riempimento multiprodotto.
Il collettore di distribuzione 10 comprende un sensore di pressione 27 per ogni prodotto alimentato, la cui funzione apparirà chiara nel seguito della descrizione.
Il collettore di distribuzione 10 è collegato all’unità di alimentazione 3 dei prodotti P tramite rispettive linee di alimentazione 11, 11’, 11”, 11’’’, una per ogni diverso prodotto P.
L’unità di alimentazione 3 comprende un serbatoio 12, contenente la composizione base per la realizzazione del prodotto P, che sarà uguale per tutti i diversi prodotti P erogati tramite le linee di alimentazione 11, 11’, 11”, 11’’’, ed una pluralità di unità di miscelazione 13, 13’, 13”, 13’’’. Ognuna delle unità di miscelazione 13, 13’, 13”, 13’’’ è collegata ad una linea di alimentazione 11, 11’, 11”, 11’’’ del prodotto P al collettore di distribuzione 10.
Con riferimento alla figura 2, ognuna delle unità di miscelazione 13, 13’, 13”, 13’’’ comprende un recipiente 19 che comprende un’apertura di uscita 14 collegata ad una di dette linee di alimentazione 11, 11’, 11”, 11’’’ per l’erogazione della composizione finale di un prodotto P ottenuto secondo una delle suddette ricette.
Il recipiente 19 comprende inoltre un’apertura d’ingresso 20, connessa ad una linea di collegamento 15, 15’, 15”, 15’’’ con il serbatoio 12 della composizione di base, ed una o più linee di adduzione 16 di una o più sostanze additive (in figura sono mostrate a titolo d’esempio due linee di adduzione 16 per un colorante e per un profumo).
All’interno del recipiente 19 è posto un organo di miscelazione 17, ad esempio un miscelatore a pale, posto in rotazione da un attuatore 21.
Il recipiente ha preferibilmente un piccolo volume, ad esempio 3-6 litri.
L’unità di miscelazione 13, 13’, 13”, 13’’’ comprende un dispositivo di regolazione del livello 18 del prodotto P all’interno del recipiente 19.
In certe forme di realizzazione, il dispositivo di regolazione del livello 18 comprende una valvola a galleggiante 22 collegata ad un condotto di sfogo 23 dell’aria sovrastante il battente di prodotto P all’interno del recipiente 19. In questo modo, quando, nella fase iniziale di riempimento (fase di avviamento della macchina descritta in seguito), il livello di prodotto P raggiunge il livello desiderato dettato dalla valvola a galleggiante 22, quest’ultima si chiude impedendo all’aria di fuoriuscire e la pressione dell’aria (o altro fluido gassoso, ad esempio un gas inerte nel caso di prodotti sensibili all’aria) nello spazio libero del recipiente 19 blocca l’immissione per gravità di ulteriore composizione base e quindi l’innalzamento del livello.
La valvola a galleggiante 22 è tipicamente una valvola di sfogo aria a galleggiante dritta. Tale valvola può essere costituita da una coppa con cavità rivolta verso il basso che diparte dall’estremità inferiore del condotto di sfogo 23, nella quale coppa è alloggiato un galleggiante, ad esempio un galleggiante sferico, libero di muoversi tra una posizione di apertura ed una posizione di chiusura del condotto.
Le linee di adduzione 16 del o degli additivi sono intercettate da mezzi di pompaggio 24. In forme di realizzazione preferite, i mezzi di pompaggio 24 sono pompe peristaltiche.
Ognuna delle linee di collegamento 15, 15’, 15”, 15’’’ è intercettata da mezzi valvolari 25, in particolare una valvola on-off, mentre ognuna delle linee di alimentazione 11, 11’, 11”, 11’’’ è intercettata da una pompa volumetrica 26.
E’ importante che la portata in entrata in ognuna delle unità di miscelazione 13, 13’, 13”, 13’’’ attraverso le rispettive linee di collegamento 15, 15’, 15”, 15’’’ sia sempre maggiore della portata di prodotto P in uscita dalle suddette unità di miscelazione 13, 13’, 13”, 13’’’ lungo le linee di alimentazione 11, 11’, 11”, 11’’’.
La macchina di riempimento 1 comprende, come detto, un’unità di comando e controllo che governa l’operatività della macchina, con particolare riferimento all’unità di alimentazione 3.
L’unità di comando e controllo comanda le seguenti funzioni:
(a) Nella fase di avviamento della macchina 1, i) aprire i mezzi valvolari 25, mantenendo ferma la pompa volumetrica 26 fino al raggiungimento di un volume di riempimento prestabilito e determinato dal dispositivo di regolazione del livello 18,
ii) attivare l’organo di miscelazione 17 ed i mezzi di pompaggio 24 per gli additivi, in cui la quantità di additivi immessi dai mezzi di pompaggio 24 è funzione di detto volume di riempimento e della composizione finale del prodotto P; (b) Nella fase operativa della macchina 1, iii) Attivare la pompa volumetrica 26, mantenendo aperti i mezzi valvolari 25, in cui la pressione di mandata della pompa volumetrica 26 è funzione della differenza tra la pressione letta dal sensore 27 nel collettore di distribuzione 10 ed un valore di pressione preimpostato,
iv) Regolare il volume di additivi immessi dai mezzi di pompaggio 24 in funzione del volume di composizione finale prelevata dal recipiente 19 dalla pompa volumetrica 26.
Il funzionamento del dispositivo di regolazione del livello 18 è stato descritto in precedenza.
Una tipica composizione finale di un liquido detergente potrà comprendere, a titolo d’esempio, circa 99% in volume della composizione base, circa 0,3% in volume di un colorante e circa 0,7% in volume di un profumo. I mezzi di pompaggio 24 verranno quindi operati in funzione di tali rapporti volumetrici prestabiliti.
In forme di realizzazione alternative, come mostrato in figura 3, i mezzi valvolari 25 sono sostituiti da mezzi di pompaggio 28 per il carico della composizione base nel recipiente 19.
Lungo la linea di collegamento 15, 15’, 15”, 15’’’, tra tali mezzi di pompaggio 28 e l’apertura di ingresso 20 del recipiente 19, sono posti mezzi valvolari 29, tipicamente un limitatore di pressione, collegati con un condotto di ricircolo 30 che si riconnette alla linea di collegamento 15, 15’, 15”, 15’’’ a monte dei mezzi di pompaggio 28.
In questa forma di realizzazione, quando il dispositivo di regolazione del livello 18 chiude lo sfogo d’aria, la pressione del volume di testa del recipiente 19 provoca una chiusura del limitatore di pressione 29 in corrispondenza della linea di collegamento 15, 15’, 15”, 15’’’ a valle e la selezione del condotto di ricircolo 30. Si evita così l’immissione di ulteriore composizione di base nel recipiente 19 e quindi l’innalzamento del livello di liquido.
In questa forma di realizzazione, l’unità di comando e controllo comanda le seguenti funzioni:
(a) Nella fase di avviamento della macchina 1, i) attivare i mezzi di pompaggio 28 lungo la linea di collegamento 15, 15’, 15”, 15’’’ con il serbatorio 12, mantenendo ferma la pompa volumetrica 26 fino al raggiungimento di un volume di riempimento prestabilito e determinato dal dispositivo di regolazione del livello 18,
ii) attivare l’organo di miscelazione 17 ed i mezzi di pompaggio 24 per gli additivi, in cui la quantità di additivi immessi dai mezzi di pompaggio 24 è funzione di detto volume di riempimento e della composizione finale del prodotto P; (b) Nella fase operativa della macchina 1, iii) Attivare la pompa volumetrica 26, mantenendo attivi i mezzi di pompaggio 28, in cui la pressione di mandata della pompa volumetrica 26 è funzione della differenza tra la pressione letta dal sensore 27 nel collettore di distribuzione 10 ed un valore di pressione preimpostato, iv) Regolare il volume di additivi immessi dai mezzi di pompaggio 24 in funzione del volume di composizione finale prelevata dal recipiente 19 dalla pompa volumetrica 26.
Da quanto sopra descritto, è chiaro che l’invenzione raggiunge gli scopi prefissati.
In particolare, si avrà un solo serbatoio di grandi dimensioni per la composizione base ed una pluralità di unità di miscelazione di volume limitato, ad esempio 3-6 litri. In questo modo, l’ingombro dell’apparecchiatura è limitato e l’operazione può essere controllata in modo molto più efficiente.
E’ evidente che sono state descritte solo alcune forme particolari di realizzazione della presente invenzione, cui l’esperto dell’arte sarà in grado di apportare tutte quelle modifiche necessarie per il suo adattamento a particolari applicazioni, senza peraltro discostarsi dall’ambito di protezione della presente invenzione.

Claims (13)

  1. RIVENDICAZIONI l. Macchina di riempimento a peso (1), comprendente un’unità di riempimento (2) ed un’unità di alimentazione (3) di uno o più prodotti (P) di diversa composizione finale per il riempimento di contenitori (C), in cui detti uno o più prodotti (P) comprendono una composizione base uguale per tutti i prodotti (P) ed uno o più additivi, diversi per ogni diversa composizione finale, caratterizzato dal fatto che l’unità di alimentazione (3) comprende un serbatoio (12) per la composizione base ed una pluralità di unità di miscelazione (13, 13’, 13”, 13’’’), una per ogni diverso prodotto (P), ognuna delle unità di miscelazione (13, 13’, 13”, 13’’’) essendo collegata tramite rispettive linee di alimentazione (11, 11’, 11”, 11’’’) all’unità di riempimento (2).
  2. 2. Macchina di riempimento a peso (1) secondo la rivendicazione 1, in cui ognuna delle unità di miscelazione (13, 13’, 13”, 13’’’) comprende un recipiente (19) che comprende un’apertura di uscita (14) collegata ad una rispettiva linea di alimentazione (11, 11’, 11”, 11’’’), un’apertura d’ingresso (20), connessa ad una linea di collegamento (15, 15’, 15”, 15’’’) con il serbatoio (12) della composizione di base, ed una o più linee di adduzione (16) di uno o più additivi, ed in cui il recipiente (19) comprende un organo di miscelazione (17).
  3. 3. Macchina di riempimento a peso (1) secondo la rivendicazione 2, in cui ogni unità di miscelazione (13, 13’, 13”, 13’’’) comprende un dispositivo di regolazione del livello (18) del prodotto (P) all’interno del recipiente (19).
  4. 4. Macchina di riempimento a peso (1) secondo la rivendicazione 3, in cui il dispositivo di regolazione del livello (18) comprende una valvola a galleggiante (22) collegata ad un condotto di sfogo (23) dell’aria sovrastante il battente di prodotto (P) all’interno del recipiente (19).
  5. 5. Macchina di riempimento a peso (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui le linee di adduzione (16) del o degli additivi sono intercettate da mezzi di pompaggio (24).
  6. 6. Macchina di riempimento a peso (1) secondo la rivendicazione 5, in cui detti mezzi di pompaggio (24) sono pompe peristaltiche.
  7. 7. Macchina di riempimento a peso (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui l’unità di riempimento (2) comprende una tavola rotante (4) che movimenta i contenitori (C) ed una pluralità di valvole di riempimento (8), in cui ogni valvola di riempimento (8) è collegata ad una linea di distribuzione (9, 9’, 9”, 9’’’) di un prodotto (P) e le linee di distribuzione (9, 9’, 9”, 9’’’) sono collegate ad un collettore di distribuzione (10) che provvede a distribuire i prodotti di diversa composizione finale alle valvole di riempimento (8) secondo un ordine prestabilito.
  8. 8. Macchina di riempimento a peso (1) secondo la rivendicazione 7, in cui il collettore di distribuzione (10) è collegato con l’unità di alimentazione (3) dei prodotti (P) tramite dette rispettive linee di alimentazione (11, 11’, 11”, 11’’’) ed in cui il collettore di distribuzione (10) comprende un sensore di pressione (27).
  9. 9. Macchina di riempimento a peso (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 8, in cui ognuna delle linee di collegamento (15, 15’, 15”, 15’’’) è intercettata da mezzi valvolari (25) e ognuna delle linee di alimentazione (11, 11’, 11”, 11’’’) è intercettata da una pompa volumetrica (26).
  10. 10. Macchina di riempimento a peso (1) secondo la rivendicazione 9, in cui i mezzi valvolari (25) sono una valvola on-off.
  11. 11. Macchina di riempimento a peso (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 8, in cui ognuna delle linee di collegamento (15, 15’, 15”, 15’’’) è intercettata da mezzi di pompaggio (28) e ognuna delle linee di alimentazione (11, 11’, 11”, 11’’’) è intercettata da una pompa volumetrica (26), ed in cui, lungo la linea di collegamento (15, 15’, 15”, 15’’’), tra tali mezzi di pompaggio (28) e l’apertura di ingresso (20) del recipiente (19), sono posti mezzi valvolari (29), oppure un limitatore di pressione, collegati con un condotto di ricircolo (30) che si riconnette alla linea di collegamento (15, 15’, 15”, 15’’’) a monte dei mezzi di pompaggio (28).
  12. 12. Macchina di riempimento a peso (1) secondo la rivendicazione 9 o 10, comprendente un’unità di comando e controllo che comanda le seguenti funzioni: (a) Nella fase di avviamento della macchina (1), i) aprire i mezzi valvolari (25) lungo le linee di collegamento (15, 15’, 15”, 15’’’), mantenendo ferma la pompa volumetrica (26) fino al raggiungimento di un volume di riempimento prestabilito e determinato dal dispositivo di regolazione del livello (18), ii) attivare l’organo di miscelazione (17) ed i mezzi di pompaggio (24) per gli additivi, in cui la quantità di additivi immessi dai mezzi di pompaggio (24) è funzione di detto volume di riempimento e della composizione finale del prodotto (P); (b) Nella fase operativa della macchina (1), iii) Attivare la pompa volumetrica (26), mantenendo aperti i mezzi valvolari (25), in cui la pressione di mandata della pompa volumetrica (26) è funzione della differenza tra la pressione letta dal sensore (27) nel collettore di distribuzione (10) ed un valore di pressione preimpostato, iv) Regolare il volume di additivi immessi dai mezzi di pompaggio (24) in funzione del volume di composizione finale prelevata dal recipiente (19) dalla pompa volumetrica (26).
  13. 13. Macchina di riempimento a peso (1) secondo la rivendicazione 11, comprendente un’unità di comando e controllo che comanda le seguenti funzioni: (a) Nella fase di avviamento della macchina (1), i) attivare i mezzi di pompaggio (28) lungo la linea di collegamento (15, 15’, 15”, 15’’’) con il serbatorio (12), mantenendo ferma la pompa volumetrica (26) fino al raggiungimento di un volume di riempimento prestabilito e determinato dal dispositivo di regolazione del livello (18), ii) attivare l’organo di miscelazione (17) ed i mezzi di pompaggio (24) per gli additivi, in cui la quantità di additivi immessi dai mezzi di pompaggio (24) è funzione di detto volume di riempimento e della composizione finale del prodotto (P); (b) Nella fase operativa della macchina (1), iii) Attivare la pompa volumetrica (26), mantenendo attivi i mezzi di pompaggio (28), in cui la pressione di mandata della pompa volumetrica (26) è funzione della differenza tra la pressione letta dal sensore (27) nel collettore di distribuzione (10) ed un valore di pressione preimpostato, iv) Regolare il volume di additivi immessi dai mezzi di pompaggio (24) in funzione del volume di composizione finale prelevata dal recipiente (19) dalla pompa volumetrica (26).
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