ITUB20155375A1 - Riempitrice e metodo di riempimento di un contenitore. - Google Patents
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Description
“Riempitrice e metodo di riempimento di un contenitore”
La presente invenzione ha per oggetto una riempitrice e un metodo di riempimento di un contenitore.
Sono note riempitrici rotative comprendenti:
-un serbatoio di un prodotto da erogare;
-una linea di erogazione del prodotto che si sviluppa a valle del serbatoio; la linea di erogazione comprendendo una camicia al cui interno è mobile un’asta che si sviluppa tra l'alto e il basso e si protende almeno in parte all'interno della camicia per chiudere o aprire la linea di erogazione;
-un piattello di sostegno del contenitore sollevabile ed abbassabile.
Tali riempitrici note possono implementare le seguenti fasi:
-posizionamento del contenitore al di sotto della linea di erogazione;
-flussaggio dell’interno del contenitore (al fine di eliminare almeno una parte deH’aria all'interno del contenitore);
-pressurizzazione del contenitore in modo che la pressione del gas nel serbatoio sia pari alla pressione nel contenitore;
-riempimento isobarico; durante il riempimento isobarico il livello del prodotto nel contenitore sale fino a che non raggiunge la estremità inferiore della camicia; successivamente il livello del prodotto crescerà internamente ad un condotto ricavato nell’asta sopradescritta fino a raggiungere il medesimo livello del prodotto nel serbatoio (per il principio dei vasi comunicanti);
-decompressione per riportare il contenitore a pressione atmosferica, durante la quale il prodotto che era risalito nel condotto dell’asta viene almeno in parte (preferibilmente tutto) reintrodotto nel contenitore;
-rimozione del contenitore.
Al fine di permettere un adattamento della riempitrice a contenitori di diverse altezze, prima del posizionamento del contenitore viene regolata in altezza la posizione del serbatoio (a ciò è associata una predeterminata posizione della estremità inferiore della camicia). Questo assicura che il contenitore posto sul piattello con la bocca di apertura rivolta verso l’alto possa inserirsi al di sotto della camicia.
Successivamente il piattello di sostegno del contenitore viene sollevato per portare il contenitore stesso in battuta contro un anello di tenuta fluidodinamica che impedisce la fuoriuscita del prodotto. Questo permette quindi le successive fasi di pressurizzazione e riempimento isobarico. Il sollevamento del piattello di sostegno è regolabile; in funzione di quanto il piattello viene sollevato la camicia potrà penetrare più o meno in profondità all’Interno del contenitore regolando quindi il livello di riempimento del contenitore. Il sollevamento del piattello avviene mediante un martinetto a corsa fissa, ma elementi regolabili consentono di controllare la corsa effettiva del martinetto e quindi del piattello.
In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre una riempitrice e un metodo di riempimento di un contenitore che permettano una ottimizzazione dei componenti della macchina.
Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di ridurre i tempi morti in corrispondenza del cambio formato.
Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una riempitrice e un metodo di riempimento di un contenitore, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una riempitrice come illustrata negli uniti disegni in cui:
-figure 1 e 2 mettono a confronto la diversa configurazione assunta da una riempitrice secondo la presente invenzione (durante il posizionamento del contenitore) in funzione di un diverso livello di riempimento desiderato; -figure 3 e 4 mettono a confronto la diversa configurazione assunta da una riempitrice secondo la presente invenzione durante l’erogazione del prodotto rispettivamente nel caso di figura 1 e figura 2;
-figura 5 mostra un confronto ravvicinato tra figure 1 e 3;
-figura 6 mostra un confronto ravvicinato tra figure 2 e 4;
-figure 7-11 mostrano una successione di fasi illustranti il funzionamento di una riempitrice secondo la presente invenzione;
-figura 10a mostra un ingrandimento di figura 10.
Nelle unite figure con il numero di riferimento 1 si è indicata una riempitrice rotativa. Opportunamente la riempitrice 1 comprende una pluralità di stazioni di riempimento poste su una giostra comune. Quanto descritto nel seguito con riferimento alla riempitrice 1 potrebbe essere ripetuto con riferimento ad ogni stazione di riempimento.
La riempitrice 1 comprende un serbatoio 2 di un prodotto da erogare.
Il prodotto da erogare è tipicamente un prodotto liquido nel quale possono essere presenti corpi solidi. Opportunamente il prodotto da erogare è alimentare.
La riempitrice 1 comprende una linea 3 di erogazione del prodotto che si sviluppa a valle del serbatoio 2.
La riempitrice 1 comprende anche un’asta 4 che si sviluppa tra l’alto e il basso e si protende almeno in parte all'interno della linea 3 di erogazione assumendo almeno una posizione di apertura e una posizione di chiusura della linea 3 di erogazione. Vantaggiosamente l’asta 4 si protende anche all'interno del serbatoio 2.
La linea 3 di erogazione comprende una camicia 30 in cui è posta almeno una parte di detta asta 4. Tale camicia 30 è solidale al serbatoio 2. In particolare la camicia 30 si trova al di sotto del serbatoio 2. Una estremità superiore della camicia 30 si collega ad una apertura del serbatoio 2.
Opportunamente l’asta 4 nella posizione di chiusura della linea 3 di erogazione riscontra un restringimento 31 interno della camicia 30.
Nella posizione di apertura della linea 3 di erogazione l’asta 4 è sollevata rispetto alla posizione di chiusura. Preferibilmente l’asta 4 comprende una guarnizione 41 anulare che nella posizione di chiusura riscontra il restringimento 31 della camicia 30 e nella posizione di apertura si trova al di sopra del restringimento 31. Il prodotto da erogare transita lungo una intercapedine posta tra la camicia 30 e una superficie esterna dell’asta 4. L’asta 4 comprende inoltre al suo interno un canale 43 longitudinale che si sviluppa da una prima estremità 44 inferiore dell’asta 4 fino ad una valvola 42 che pone o meno in comunicazione detto canale 43 con il serbatoio 2. Opportunamente la riempitrice 1 comprende mezzi 5 di sostegno del contenitore. I mezzi 5 di sostegno del contenitore sono posizionabili al di sotto di una uscita della linea di erogazione. I mezzi 5 di sostegno comprendono vantaggiosamente un piattello 50. Il fondo del contenitore è destinato a poggiare sul piattello 50.
Opportunamente la riempitrice 1 comprende mezzi 7 di sollevamento lungo una corsa fissa non regolabile di mezzi 5 di sostegno del contenitore. Ciò permette l'inserimento o l’aumento del grado di inserimento della linea 3 di erogazione all'interno del contenitore. I mezzi 7 di sollevamento comprendono un martinetto che può esplicare una corsa di lunghezza predeterminata non regolabile.
La riempitrice 1 comprende inoltre mezzi 9 di regolazione del livello di prodotto nel contenitore comprendenti mezzi di regolazione in altezza del serbatoio 2 e della linea 3 di erogazione (in particolare della estremità 44 inferiore della linea 3 di erogazione). Infatti il livello di prodotto nel contenitore dipende principalmente dal grado di inserimento della linea 3 di erogazione all'interno del contenitore.
Il livello del prodotto nel contenitore è funzione del posizionamento della estremità 44 inferiore della camicia 30 (tanto più l’estremità 44 inferiore della camicia 30 è posta in alto all’interno del contenitore tanto maggiore sarà il riempimento del contenitore). Durante il riempimento, il livello del prodotto nel contenitore sale fino a che non raggiunge la estremità inferiore della camicia 30. Successivamente il livello del prodotto salirà internamente al canale 43 ricavato nell’asta 4 fino a raggiungere il medesimo livello del prodotto nel serbatoio 2 (per il principio dei vasi comunicanti); il prodotto accumulato nell’asta 4 verrà poi restituito nel contenitore come meglio spiegato in seguito.
La riempitrice 1 opportunamente comprende una campana 6 destinata ad alloggiare un’estremità superiore del contenitore.
La campana 6 può scorrere rispetto alla linea 3 di erogazione, in particolare può scorrere tra l’alto e il basso (preferibilmente in senso verticale).
Opportunamente la riempitrice 1 comprende un elemento 61 di sostegno della campana 6. L’elemento 61 è retroazionato elasticamente da una molla 40. Opportunamente l’elemento 61 di sostegno è una barra e la molla 40 è elicoidale in modo da avvolgere tale barra.
Nella soluzione preferita la massima corsa di detta campana 6 rispetto alla linea 3 di erogazione è compresa tra 40 e 80 millimetri.
L’elemento 61 di sostegno può muoversi verticalmente lungo mezzi 20 di guida solidali al serbatoio 2.
Lungo l’elemento 61 di sostegno è posto almeno un elemento 610 scorrevole (preferibilmente una rotella, ma potrebbe anche essere un pattino) che durante la rotazione della giostra si muove lungo una pista fissa nello spazio inducendo il sollevamento e l’abbassamento della campana 6 per consentire l'inserimento e l’estrazione del contenitore dalla campana 6.
Oggetto della presente invenzione è inoltre un metodo di riempimento di un contenitore 8 tramite una riempitrice 1 rotativa presentante una o più delle caratteristiche tecniche sopraindicate.
Il contenitore 8 è preferibilmente un barattolo, preferibilmente metallico, che, dopo il riempimento, è destinato ad essere chiuso in una aggraffatrice posta a valle della riempitrice 1.
Opportunamente la riempitrice 1 comprende un serbatoio 2 di un prodotto da erogare, una linea 3 di erogazione del prodotto che si sviluppa a valle del serbatoio 2, un’asta 4 che si sviluppa tra l’alto e il basso e si protende almeno in parte all’interno della linea 3 di erogazione assumendo almeno una posizione di apertura e una posizione di chiusura della linea 3 di erogazione.
Il metodo comprende la fase di posizionare il contenitore 8 al di sotto della linea 3 di erogazione e di una campana 6 di posizionamento del contenitore. La campana 6 è vincolata alla linea 3 di erogazione, in particolare la campana 6 può scorrere lungo la linea 3 di erogazione (tra l’alto e il basso).
La fase di posizionare il contenitore 8 al di sotto della linea 3 di erogazione e della campana 6 comprende la fase di inserire una estremità superiore del contenitore 8 nella campana 6.
In particolare la fase di inserire una estremità superiore del contenitore 8 nella campana 6 di posizionamento comprende la fase di abbassare la campana 6 (che deve essere stata preventivamente sollevata). Il sollevamento della campana 6 è retroazionato elasticamente da una molla 40. Opportunamente le figure 1, 2, 7 illustrano una configurazione operativa immediatamente precedente la fase di abbassare la campana 6. In figura 1 è mostrata una situazione in cui si desidera un livello di prodotto nel contenitore 8 maggiore rispetto alla situazione illustrata in figura 2. Opportunamente il metodo comprende la fase di sollevare mezzi 5 di sostegno del contenitore 8 dopo la fase di posizionare il contenitore 8 al di sotto della linea 3 di erogazione (o più precisamente dopo aver inserito una estremità superiore del contenitore 8 in una campana 6 di posizionamento). A questo proposito vedasi figure 3, 4, 8, 9, 10, 11 che illustrano la campana 6 nella posizione sollevata.
Opportunamente la fase di sollevare I mezzi 5 di sostegno del contenitore 8 determina una spinta verso l’alto, mediante il contenitore 8, della campana 6 contrastando la forza esplicata dalla molla 40.
Eventualmente la fase di sollevare i mezzi 5 di sostegno del contenitore 8 potrebbe comprendere la fase di portare il contenitore 8 in battuta contro una guarnizione 60 anulare che esplica una tenuta fluidodinamica attorno ad una bocca 80 di introduzione del prodotto ricavata nel contenitore 8 (in una soluzione alternativa la guarnizione 60 anulare è posta a contatto con il contenitore durante la precedente fase di posizionamento dell’estremità superiore del contenitore 8 nella campana 6).
Nella soluzione preferita la fase di sollevare I mezzi 5 di sostegno comprende la fase di sollevare la campana 6 per una altezza compresa tra 5 e 30 millimetri.
Caratteristicamente la fase di sollevare i mezzi 5 di sostegno del contenitore prevede un sollevamento lungo una corsa fissa, non regolabile. La fase di sollevare i mezzi 5 di sostegno avviene mediante un martinetto fluidodinamico.
Inoltre il metodo comprende una fase di regolazione in altezza della posizione del serbatoio 2 e della linea 3 di erogazione in funzione almeno dell’altezza del contenitore 8, del grado di riempimento desiderato del contenitore 8 e della lunghezza di detta corsa fissa.
Tale fase di regolazione in altezza della posizione del serbatoio 2 e della linea 3 di erogazione avviene prima della fase di introdurre il prodotto nel contenitore 8 e in particolare prima della fase di posizionare il contenitore 8 al di sotto della linea 3 di erogazione.
Opportunamente (vedasi figura 8) il metodo comprende le fasi di eseguire un flussaggio introducendo nel ed evacuando dal contenitore 8 un gas (al fine di minimizzare la presenza di aria nel contenitore).
Il metodo comprende inoltre una fase di pressurizzazione dell'interno del contenitore (vedasi figura 9). Questo permette di incrementare la pressione nel contenitore fino a che essa non è sostanzialmente pari alla pressione del gas nel serbatoio 2. A questo proposito il gas presente nel serbatoio 2 viene convogliato attraverso un canale 43 che attraversa longitudinalmente l’asta 4 all'interno del contenitore 8.
Il metodo comprende inoltre la fase di introdurre il prodotto nel contenitore 8 attraverso la linea 3 di erogazione (vedasi figure 3, 4, 10). Opportunamente questo avviene dopo la fase di sollevare i mezzi 5 di sostegno del contenitore 8. La fase di introdurre il prodotto nel contenitore 8 avviene dopo la fase di pressurizzazione del contenitore in modo che il processo possa essere sostanzialmente isobarico.
La fase di introdurre il prodotto nel contenitore 8 determina:
-una salita del livello del prodotto nel contenitore fino al raggiungimento di una estremità inferiore della linea 3 di erogazione;
-una salita del livello del prodotto in un canale 43 ricavato in detta asta 4 fino al raggiungimento di un equilibrio con il livello del prodotto nel serbatoio 2 per il principio dei vasi comunicanti.
Figure 3 e 4 mostrano la riempitrice 1 durante la fase di introdurre il prodotto nel contenitore 8 attraverso la linea 3 di erogazione in una configurazione in cui il riempimento del contenitore sarà maggiore (figura 3) e una configurazione in cui il riempimento del contenitore sarà minore (figura 4).
La figura 3 illustra la configurazione di riempimento ottenuta partendo dalla configurazione di figura 1. La figura 4 illustra la configurazione di riempimento ottenuta partendo dalla configurazione di figura 2.
Per meglio evidenziare il sollevamento dei mezzi 5 di sostegno, la figura 5 mostra un confronto ravvicinato delle figure 1 e 3. Analogamente la figura 6 mostra un confronto ravvicinato delle figure 2 e 4.
Il metodo comprende inoltre la fase di eseguire una decompressione dell'interno del contenitore 8 (vedasi figura 11). Questo permette di riportare l'interno del contenitore 8 alla pressione atmosferica, al fine di consentire la successiva rimozione del contenitore 8 dalla riempitrice 1. La fase di decompressione determina il ritorno nel contenitore 8 di almeno una parte del (preferibilmente tutto) prodotto accumulatosi nel canale 43 dell’asta 4 durante la precedente fase di inserimento de prodotto nel contenitore 8.
Dopo la fase di introdurre il prodotto nel contenitore 8, il metodo comprende la fase di sollevare la campana 6 estraendo un'estremità superiore del contenitore 8 dalla campana 6 per permettere la rimozione del contenitore 8 dalla riempitrice 1 rotativa.
La presente invenzione consegue importanti vantaggi.
Innanzitutto consente di ottimizzare i componenti della riempitrice. Le operazioni di regolazione del riempimento e di adattamento in funzione delle diverse altezze del contenitore da riempire avvengono intervenendo su un singolo parametro (l’altezza del serbatoio 2). Inoltre ciò consente anche una significativa riduzione dei tempi morti durante il cambio formato.
L’invenzione così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ ambito del concetto inventivo che la caratterizza. Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti. In pratica, tutti i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Metodo di riempimento di un contenitore tramite una riempitrice (1) rotativa comprendente un serbatoio (2) di un prodotto da erogare, una linea (3) di erogazione del prodotto che si sviluppa a valle del serbatoio (2), un’asta (4) che si sviluppa tra l’alto e il basso e si protende almeno in parte all’interno della linea (3) di erogazione assumendo almeno una posizione di apertura e una posizione di chiusura della linea (3) di erogazione; detto metodo comprendendo le fasi di: -posizionare il contenitore (8) al di sotto della linea (3) di erogazione e di una campana (6) di posizionamento di una estremità superiore del contenitore, detta campana (6) essendo vincolata alla linea (3) di erogazione; -sollevare mezzi (5) di sostegno del contenitore (8) dopo la fase di posizionare il contenitore (8) al di sotto della linea (3) di erogazione e della campana (6); -introdurre il prodotto nel contenitore (8) attraverso la linea (3) di erogazione dopo la fase di sollevare i mezzi (5) di sostegno del contenitore (8); caratterizzato dal fatto: -che la fase di sollevare i mezzi (5) di sostegno del contenitore avviene per una corsa fissa, non regolabile; -di comprendere una fase di regolazione in altezza della posizione del serbatoio (2) e della linea (3) di erogazione in funzione almeno dell’altezza del contenitore (8), del grado di riempimento desiderato del contenitore (8) e della lunghezza di detta corsa fissa, detta fase di regolare in altezza la posizione del serbatoio (2) avvenendo prima della fase di introdurre il prodotto nel contenitore (8).
- 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta regolazione in altezza della posizione del serbatoio (2) e della linea (3) di erogazione avviene prima della fase di posizionare il contenitore al di sotto della linea (3) di erogazione.
- 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la fase di posizionare il contenitore (8) al di sotto della linea (3) di erogazione comprende la fase di inserire una estremità superiore del contenitore (8) nella campana (6) di posizionamento; la fase di sollevare i mezzi (5) di sostegno del contenitore (8) avvenendo dopo la fase di posizionare una estremità superiore del contenitore (8) nella campana (6) di posizionamento.
- 4. Metodo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la fase di inserire una estremità superiore del contenitore (8) nella campana (6) di posizionamento comprende la fase di abbassare la campana (6) di posizionamento preventivamente sollevata.
- 5. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la fase di sollevare i mezzi (5) di sostegno del contenitore (8) determina una spinta verso l’alto che tramite il contenitore (8) agisce sulla campana (6); una molla (40) agente direttamente o indirettamente sulla campana (6) venendo compressa da detta spinta.
- 6. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la fase di sollevare i mezzi (5) di sostegno comprende la fase di sollevare la campana (6) per una altezza compresa tra 5 e 30 millimetri.
- 7. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di pressurizzare l’interno del contenitore ad una pressione pari a quella del gas presente nel serbatoio (2); la successiva fase di introdurre il prodotto nel contenitore (8) avvenendo in condizioni sostanzialmente isobariche.
- 8. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la fase di introdurre il prodotto nel contenitore (8) determina: -una salita del livello del prodotto nel contenitore (8) fino al raggiungimento di una estremità (44) inferiore della linea (3) di erogazione; -una salita del livello del prodotto in un canale (43) ricavato in detta asta (4) fino al raggiungimento di un equilibrio con il livello del prodotto nel serbatoio (2) per il principio dei vasi comunicanti.
- 9. Riempitrice rotativa comprendente: -un serbatoio (2) di un prodotto da erogare; -una linea (3) di erogazione del prodotto che si sviluppa a valle del serbatoio (2); -un’asta (4) che si sviluppa tra l’alto e il basso e si protende almeno in parte all’interno della linea (3) di erogazione assumendo almeno una posizione di apertura e una posizione di chiusura della linea (3) di erogazione; -mezzi (5) di sostegno del contenitore posizionabili al di sotto di una uscita della linea (3) di erogazione; caratterizzato dal fatto di comprendere: -mezzi (7) di sollevamento lungo una corsa fissa non regolabile dei mezzi (5) di sostegno del contenitore al fine di permettere l'inserimento o l’aumento del grado di inserimento della linea (3) di erogazione all’interno del contenitore; -mezzi (9) di regolazione del livello di prodotto nel contenitore comprendenti mezzi di regolazione in altezza del serbatoio (2) e della linea (3) di erogazione; il livello di prodotto nel contenitore dipendendo almeno dal grado di inserimento della linea (3) di erogazione all’interno del contenitore.
- 10. Riempitrice secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto di comprendere: -una campana (6) di inserimento di una estremità del contenitore, detta campana (6) potendo scorrere rispetto alla linea (3) di erogazione; -un elemento (61) di sostegno della campana (6), detto elemento (61) essendo retroazionato elasticamente da una molla (40); la massima corsa di detta campana (6) rispetto alla linea (3) di erogazione essendo compresa tra 40 e 80 millimetri.
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2015
- 2015-11-09 IT ITUB2015A005375A patent/ITUB20155375A1/it unknown
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