BRPI0806424A2 - método para envasamento de garrafas ou recipientes similares, bem como sistema de envasamento - Google Patents
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Abstract
MéTODO PARA ENVASAMENTO DE GARRAFAS OU RECIPIENTES SIMILARES, BEM COMO SISTEMA DE ENVASAMENTO. A presente patente de invenção refere-se á um método para o envasamento de garrafas ou recipientes similares com produto de enchimento líquido proveniente de um reservatório ou caldeira que disponibiliza o produto de enchimento líquido, com a utilização de pontos de envasamento comandados por quantidades de envasamento, apresentando respectivamente uma válvula de comando ou válvula de líquido.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO Paka ENVASAMENTO DE GARRAFAS OU RECIPIENTES SIMILARES, BEM COMO SISTEMA DE ENVASAMENTO"
A presente patente de invenção refere-se á dois métodos de acordo com a reivindicação de patente 1 e 2, bem como a um sistema de envasamento de acordo com a reivindicação de patente 7.
Métodos, bem como sistemas de envasamento para envasamento de garrafas ou recipientes similares com produto de enchimento líquido são conhecidos nas mais diferentes versões. São conhecidos, especialmente, sistemas de envasamento e máquinas do tipo rotativo para o envasamento comandado das quantidades envasadas ou volumes envasados de garrafas ou recipientes similares com um grande número de elementos de envasamento num rotor acionado em girando em torno de um eixo vertical de máquina. Para cada elemento de envasamento está atribuído um medidor de vazão próprio, por exemplo, um medidor de vazão magneticamente indutivo (MID)1 que mede durante a fase envasamento, isto é, depois da abertura de uma das válvulas de líquido previstas no respectivo elemento de envasamento e que mede a quantidade de produto de enchimento alimentado no referido recipiente e de preferência transmite permanentemente um respectivo sinal de medição para a unidade de comando, a qual, com o alcance da quantidade de produto enchido desejada, provoca o fechamento da válvula do líquido e, com isso, o término da fase de envasamento.
Constitui tarefa da invenção, demonstrar um método que possibilite um envasamento comandado por volume ou quantidade enchida de garrafas ou recipientes similares, ao mesmo tempo mediante meios simplificados com reduzido dispêndio de custos. Para a solução desta tarefa, foi desenvolvido um método de acordo com a reivindicação de patente 1. Um sistema de envasamento é objeto da reivindicação de patente 7. BO Uma particularidade da invenção consiste no fato de que, em cada fase do envasamento, serão envasadas simultaneamente ou aproximadamente simultaneamente duas garrafas ou recipientes em pelo menos dois pontos de envasamento atribuídos a um medidor de vazão comum. Com isso, serão compensadas diferenças na velocidade de envasamento dos pontos de envasamento por meio de correção do tempo, por exemplo, por meio da abertura e/ou fechamento descompassado em termos de tempo dos pontos de envasamento e das válvulas de líquido desses pontos de envasamento. As diferenças nas velocidades de envasamento podem ter diferentes causas.
Especialmente em sistemas ou máquinas de envasamento, nos quais o envasamento dos recipientes é efetuado substancialmente pelos efeitos da pressão geodésica do produto de enchimento, isto é, mediante o aproveitamento da diferença de altitude entre o nível do produto de enchimento num reservatório ou caldeira, disponibilizando o produto de enchimento e o nível do respectivo ponto de envasamento. Tais diferenças na velocidade de envasamento estão condicionadas, por exemplo, por diferentes resistências no fluxo nos condutores ou conexões de produtos de enchimento, em especial por causa de um diferente nível de altura dos pontos de enchimento Da mesma maneira estão afetados, porém, também os assim chamados métodos de envasamento por contrapressão, uma vez que nesses o processo de envasamento é efetuado sob pressão, porém a velocidade de envasamento é determinada substancialmente pela pressão geodésica de produto de enchimento.
Da mesma maneira, estão afetados determinados métodos para envasamento por jato livre, por exemplo, para o envasamento de xarope, nos quais a caldeira é submetida adicionalmente a uma leve sobrepressão, a fim de acelerar a descarga do produto de enchimento.
Numa forma preferida de execução, os pontos ou elementos de envasamento comuns atribuídos a um grupo de pontos de envasamento comum e medidor de vazão comum, estão num diferente nível de altura, isto é, dispostos de modo deslocado em sentido vertical. Por meio disso, é possível, no caso de máquinas de envasamento do tipo rotativo, aumentar, isto é, por exemplo, duplicar o número os pontos de envasamento e elementos na periferia de um rotor acionado, girando em torno de um eixo de máquina vertical, sem que seja necessário aumentar o diâmetro do rotor.
Desenvolvimentos posteriores, vantagens e possibilidades de aplicação da invenção surgem da descrição, a seguir, de exemplos práticos e das figuras. Nisso, todas as características descritas e/ou representadas figurativamente, são basicamente objeto da invenção, para si ou em qualquer combinação, independentemente do seu resumo nas reivindicações ou da relação recíproca delas. O teor das reivindicações será parte integrante da descrição. A invenção será esclarecida com mais detalhes, a seguir, com base na figura que mostra um sistema de envasamento de acordo com a invenção.
O sistema de envasamento designado na figura, em geral, com 1, é parte integrante de uma máquina de envasamento do tipo rotativo para o envasamento de garrafas 2 com produto de enchimento líquido. O sistema de envasamento 1 consiste, na forma de execução representada, de dois elementos de envasamento 3 e 4, que estão previstos em diferente nível de altura , isto é, deslocados em sentido vertical ou sobrepostos num rotor acionável 5 que gira em torno de um eixo vertical de máquina VM, e isso de tal modo que o elemento de envasamento 3 está num nível mais alto do que o elemento de envasamento 4.
Para cada elemento de envasamento 3 e 4 é atribuído um suporte de garrafa ou de recipiente não-representado, o qual, para o processo de envasamento segura a respectiva garrafa 2 com o seu eixo de garrafa orientado em sentido vertical com o seu bocal de garrafa 2.1 segura no respectivo elemento de envasamento 3 e 4, e isso, por exemplo, em posição de estanqueidade ou, porém, para um envasamento em jato livre com distância do elemento de envasamento e abertura da saída do elemento de envasamento. No perímetro do rotor 5, está previsto um grande número de pares de elementos de envasamento consistindo, respectivamente, de um elemento de envasamento 3 e um elemento de envasamento 4 e os respectivos suportes de recipientes ou de garrafas. A máquina de envasamento é desenvolvida de tal modo que, com o rotor 5 girando, são entregues as garrafas 2 numa entrada de garrafas ou de recipientes e as garrafas envasadas 2 são retiradas numa saída de recipientes do rotor 5 e os suportes de recipientes lá existentes.
Para a disponibilização do produto de enchimento, é prevista uma caldeira 6 no rotor 5, que pelo menos durante o processo de envasamento, está cheio de produto de enchimento por comando de nível até o nível N, e isso de tal modo que resulta, na caldeira acima do nível de envasamento de produto, um espaço de gás 6.1 e abaixo do nível do produto de envasamento, um espaço de líquido 6.2. A caldeira 6 foi desenvolvida de maneira que ela e seu fundo se encontram nitidamente acima da aberturas de saída dos elementos de envasamento superiores 3. Através de um distribuidor 7 que desemboca no fundo da caldeira 6, estão conectados pares de elementos de envasamento e grupos de elementos de envasamento formados, respectivamente, por um elemento de envasamento 3 e um elemento de envasamento 4 por meio de um condutor próprio 8, no qual está previsto um medidor de vazão 9 comum para ambos os elementos de envasamento 3 e 4 de cada elemento de envasamento, por exemplo, um medidor de vazão magneticamente indutivo, que receberá fluxo através dele pelo produto de enchimento proveniente líquido da caldeira 6 durante o envasamento das garrafas 2 do respectivo par de elementos de envasamento e fornece um sinal de medição respectivamente à quantidade total de envasamento de ambos os elementos de envasamento 3 e 4 para uma unidade de comando central 10 da máquina de envasamento, por exemplo para um computador.
Na direção da corrente (fluxo) depois do medidor de vazão 9, ramifica-se cada condutor 8 em condutores 11 e 12, dos quais o condutor 11 une o elemento de envasamento 3 e o condutor 12, o elemento de envasamento 4, com a saída do medidor de vazão 9. Em cada condutor 11 e 12, está prevista uma válvula de comando e de líquido 13 (no condutor 11) e 14 (no condutor 12). As válvulas de comando ou de líquido 13 e 14, que por exemplo são as habituais válvulas de líquido dos elementos de envasamento 3 e 4, são comandáveis individualmente, e isso através do dispositivo de comando 10. No condutor 12 está previsto além do mais um retentor regulável 15.
O comando do sistema de envasamento 1 e da máquina de envasamento, é efetuado fundamentalmente na forma de que depois do posicionamento de respectivamente uma garrafa 2 no elemento de envasamento 3 e no elemento de envasamento 4 será iniciada a fase de envasamento em ambos os elementos ao mesmo tempo, e isso por meio de abertura simultânea das válvulas de líquido 13 e 14. A quantidade total de produto enchido encaminhada às duas garrafas 2 do grupo de elementos, será medida com o medidor de vazão 9 e um respectivo sinal de medição será transmitido continuamente ao dispositivo de comando 10. A velocidade de envasamento, isto é, a velocidade com que o produto de enchimento líquido flui para a respectiva garrafa 2 com as válvulas de líquido 13 e 14 abertas, depende, entre outros, da diferença de altura entre o nível N da superfície do produto de enchimento na caldeira 6 e o nível da abertura de saída dos elementos de envasamento 3 e 4. Uma vez que o elemento de envasamento 4 está disposto abaixo do elemento de envasamento 3, a velocidade de envasamento desse elemento é fundamentalmente mais alta que a velocidade de envasamento no elemento de envasamento 3.
Através de um respectivo programa de comando arquivado no dispositivo de comando 10, efetua-se, portanto, no término do processo de envasamento, um fechamento da válvula de líquido 13, de maneira que, por meio dessa correção de tempo seja distribuída uniformemente, depois do término da fase de envasamento, a quantidade total de produto enchido medida pelo medidor de vazão 9, por ambas as garrafas 2. Isto é, ambas as garrafas 2 contêm, depois do término da fase de envasamento, a necessária quantidade de produto de enchimento.
O retardo temporário no fechamento da válvula de líquido 13 será apurado, por exemplo, por um teste de funcionamento, e isso, por exemplo, de maneira que será apurado o tempo necessário para o envasamento exato em termos de volume das garrafas 2, no elemento de envasamento 4, e arquivado como tempo de desligamento para a válvula de líquido 14 no arquivo do dispositivo de comando 10. Depois, então, considerando-se esse tempo de desligamento e o respectivo sinal de medição fornecido pelo medidor de vazão 9, será fechada, a válvula de líquido 13, se o volume total medido corresponder a um valor pré-definido. É evidente que são possíveis, também, outros métodos de comando das válvulas de líquido 13 e 14 do respectivo sistema de envasamento 1.
Com o retentor 15 previsto no condutor 12, poderá ser regulada a velocidade de fluxo e de envasamento no elemento de envasamento 4, de tal maneira que elas pelo menos sejam iguais ou aproximadamente iguais à velocidade de fluxo ou de envasamento no elemento de envasamento 3, para que seja possível um fechamento aproximadamente simultâneo das válvula de líquido 13 e 14.
A fim de possibilitar diferentes métodos de envasamento, foram desenvolvidos os elementos de envasamento 3 e 4, também com as usuais vias de gás comandadas, que estão em conexão com os canais anelares (circulares) 16 e 17 em comum da máquina de envasamento, previstos no rotor 5, para todos os elementos de envasamento 3 e 4, que estão unidos por meio de um condutor 18 com o espaço de gás 6.1 da caldeira (canal anelar 16) com a atmosfera e/ou com a fonte de vácuo ou de subpressão.
Uma vantagem substancial do sistema de envasamento 1 e de uma respectiva máquina de envasamento reside numa considerável redução do número necessário de medidores de vazão 9, isto é, na forma de execução acima descrita com dois elementos de envasamento 3 e 4 por grupo de elementos de envasamento e medidor de vazão 9, o número deles em relação aos sistemas de envasamento tradicionais poderá ser reduzido em 50%, o que contribuirá para uma considerável redução dos custos totais de uma máquina de envasamento.
A invenção foi descrita, anteriormente, com base num exemplo prático. Evidentemente, são possíveis numerosas modificações, bem como variações, sem que seja abandonada a idéia central da invenção que fundamenta a invenção.
Assim se tomou como base, acima, que a compensante correção de tempo das diferentes velocidades de fluxo e de envasamento no fechamento das válvulas de líquido 13 e 14 é efetuada no término da respectiva fase de envasamento. Ao invés disso, ou adicionalmente a isso, existe também a possibilidade de efetuar uma respectiva correção de tempo no início da respectiva fase de envasamento e do envasamento comum de duas garrafas nos elementos de envasamento 3 e 4, e isso na forma que a válvula de líquido 13 seja aberta antes da válvula de líquido 14.
Além disso, existe a possibilidade de desenvolver pelo menos um dos dois suportes de garrafas ou de recipientes do grupo de elementos de envasamento, por exemplo, o suporte de recipientes atribuído ao elemento de envasamento 3, com um dispositivo de pesagem e um respectivo sensor, a fim de coletar constantemente a quantidade de produto enchido encaminhado à respectiva garrafa 2 por meio de pesagem, e de colocar à disposição do dispositivo de comando 10 um respectivo sinal de medição, a partir do qual, considerando-se o sinal de medição do medidor de vazão 9, efetuar-se-á o comando das válvulas de líquido 13 e 14 para o envasamento exato em termos de volume das garrafas 2 em ambos os elementos de envasamento 3 e 4. Uma outra possibilidade para compensar irregularidades nos tempos de envasamento e quantidades de envasamento reside também no fato de prever, na saída da máquina de envasamento, meios, por exemplo, sensores, ou câmeras com sistemas de processamento de imagens, que meçam e comparem a altura do envasamento e/ou quantidade de envasamento das garrafas enchidas 2 por meio da utilização de um mesmo medidor de vazão 9.
As diferenças apuradas poderão ser compensadas, então, por meio da intercalação de correções de tempo no fechamento das válvulas de líquido 13 e 14 nas fases de envasamento seguintes.
No âmbito de um desenvolvimento posterior, está previsto que a compensação das diferenças é efetuada pelo menos por um retentor 15 regulável através por meio da influência causada por uma atuação dos meios.
LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA
1 Sistema de envasamento 2 Garrafa 3,4 elemento de envasamento 5 Rotor 6 Caldeira 6.1 Espaço do gás 6.2 Espaço do líquido 7 Distribuidor 8 Condutor 9 Medidor de vazão 10 Dispositivo de comando e computador 11, 12 Condutor 13, 14 Válvula de comando ou de líquido 15 Retentor 16, 17 Canal anelar (circular) 18, 19 Condutor VM Eixo vertical da máquina N Nível da superfície do produto de enchimento na caldeira 6
Claims (14)
1. "MÉTODO PARA O ENVASAMENTO DE GARRAFAS OU RECIPIENTES SIMILARES" (2) com produto de enchimento líquido proveniente de um reservatório ou caldeira (6) que coloca à disposição o produto de enchimento líquido por meio da utilização de pontos de envasamento (3, 4) com comando da quantidade de envasamento apresentando respectivamente uma válvula de comando ou de líquido (13, 14), CARACTERIZADO de tal maneira, que com pelo menos pontos de envasamento (3, 4) formando um grupo de pontos de envasamento, seja medida a quantidade total de produto de enchimento encaminhada aos recipientes (2) previstos nesses pontos, numa fase de envasamento, com um medidor de vazamento (9), e que as válvulas de líquido (13, 14), considerando-se o sinal de medição fornecido pelo medidor de vazão (9) e uma correção de tempo compensadora das diferentes velocidades de envasamento dos pontos de envasamento (3, 4), sejam abertas e/ou fechadas com defasagem de tempo, de modo que cada recipiente (2) contenha, depois do término da fase de envasamento, a necessária quantidade de produto de enchimento.
2. "MÉTODO PARA O ENVASAMENTO DE GARRAFAS OU RECIPIENTES SIMILARES" (2) com produto de enchimento líquido proveniente de um reservatório ou caldeira (6) que coloca à disposição o produto de enchimento líquido por meio da utilização de pontos de envasamento (3, 4) com comando da quantidade de envasamento apresentando respectivamente uma válvula de comando ou de líquido (13, 14), CARACTERIZADO de tal maneira, que pelo em dois pontos de envasamento (3, 4) formando um grupo de pontos de envasamento seja medida a quantidade total de produto enchido nesses pontos de envasamento encaminhado aos recipientes (2) previstos nesses pontos de envasamento numa fase de envasamento, com um medidor de vazão (9), e que pelo menos um retentor (15) regulável levando se em consideração o sinal de medição fornecido pelo medidor de vazão (9) seja influenciado de tal maneira que cada recipiente (2) depois do término da fase de envasamento contenha a necessária quantidade de produto enchido, sendo as válvulas de líquido (13, 14) simultaneamente ou aproximadamente simultaneamente fechadas e/ ou abertas.
3. "MÉTODO PARA O ENVASAMENTO DE GARRAFAS OU RECIPIENTES SIMILARES" segundo a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO de tal maneira, que a abertura e/ou o fechamento das válvulas de líquido (13, 14) dos pontos de envasamento (3, 4) do grupo de pontos de envasamento e correção de tempo compensadora das diferentes velocidades de envasamento dos pontos de envasamento (3, 4) seja efetuado com descompasso de tempo de tal maneira, que os recipientes (2) depois do término da fase de envasamento contenham respectivamente a mesma ou substancialmente a mesma quantidade de produto de enchimento.
4. "MÉTODO PARA O ENVASAMENTO DE GARRAFAS OU RECIPIENTES SIMILARES" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO de tal maneira, que seja efetuada em pelo menos dois pontos de envasamento (3, 4) dispostos em diferente nível de altura de pelo menos um grupo de pontos, a abertura e/ou o fechamento corrigido em termos de tempo das válvulas de líquido (13, 14) em função de diferença da diferença de altura entre o nível (N) da superfície do produto de enchimento no reservatório (6) e o nível do respectivo ponto de envasamento (3, 4) e da sua abertura de saída.
5. "MÉTODO PARA O ENVASAMENTO DE GARRAFAS OU RECIPIENTES SIMILARES" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO de tal maneira, que a compensação das diferentes velocidades dos pontos de envasamento (3, 4) de pelo menos um grupo de pontos seja efetuada pela retenção do fluxo do produto de enchimento para o ponto de envasamento (4) com a velocidade mais elevada.
6. "MÉTODO PARA O ENVASAMENTO DE GARRAFAS OU RECIPIENTES SIMILARES" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO de tal maneira, que a quantidade de produto enchido e/ou o nível do envasamento daqueles recipientes (2) que foram envasados na mesma fase de envasamento nos pontos de envasamento (3, 4) , seja coletada, e diferenças aí apuradas na quantidade de e/ou nível de envasamento sejam compensadas por meio de intercalação de correções de tempo na abertura e/ou o fechamento das válvulas de líquido (13, 14).
7. "SISTEMA DE ENVASAMENTO PARA O ENVASAMENTO DE GARRAFAS OU RECIPIENTES SIMILARES" (2) com produto de enchimento líquido proveniente de um reservatório ou caldeira (6) colocando o produto de enchimento líquido à disposição, com elementos de envasamento com comando de quantidades envasadas por um dispositivo de comando (10) apresentando válvulas de comando ou válvulas de líquido (13, 14), CARACTERIZADO de tal maneira, os elementos de envasamento (3, 4) formem pelo menos um grupo de elementos com no mínimo dois elementos (3, 4), que a cada grupo de elementos seja atribuído um medidor de vazão (9) para a medição da quantidade total do produto de enchimento, a qual seja fornecida em cada fase de envasamento através dos elementos (3, 4) desse grupo de elementos, e que o dispositivo de comando (10) abra e/ou feche com descompasso de tempo as válvulas de líquido (13, 14) considerando-se o sinal de medição fornecido pelo respectivo medidor de vazão (9) e de uma correção de tempo compensadora das diferentes velocidades de envasamento dos elementos, e que pelo menos um retentor (15) regulável seja influenciado de tal maneira, que cada recipiente (2) depois do término da fase de envasamento contenha a necessária quantidade de produto de enchimento.
8. "SISTEMA DE ENVASAMENTO PARA O ENVASAMENTO DE GARRAFAS OU RECIPIENTES SIMILARES" segundo a reivindicação 7, CARACTERIZADO de tal maneira que cada grupo de elementos de envasamento seja atribuído a um único medidor de vazão (9).
9. "SISTEMA DE ENVASAMENTO PARA O ENVASAMENTO DE GARRAFAS OU RECIPIENTES SIMILARES" segundo a reivindicação 7 ou 8, CARACTERIZADO de tal maneira, que o dispositivo de comando (10) abra ou feche as válvulas de líquido (13, 14) considerando-se o sinal de medição fornecido pelo respectivo medidor de vazão (9) e uma correção de tempo compensadora das diferentes velocidades de envasamento dos elementos (3, 4). Assim, os recipientes, (2) depois do término da fase de envasamento, devem conter a mesma ou substancialmente a mesma quantidade de produto de enchimento.
10. "SISTEMA DE ENVASAMENTO PARA O ENVASAMENTO DE GARRAFAS OU RECIPIENTES SIMILARES" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO de tal maneira que pelo menos um grupo de elementos de envasamento (3, 4) apresente dois elementos dispostos em diferente nível de altura.
11. "SISTEMA DE ENVASAMENTO PARA O ENVASAMENTO DE GARRAFAS OU RECIPIENTES SIMILARES" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO de tal maneira que para a compensação das diferentes velocidades de envasamento dos elementos (3, 4) de pelo menos um grupo de elementos de envasamento, seja previsto no mínimo um retentor (15) num condutor de produto de enchimento de um elemento de envasamento (4) com velocidade mais elevada.
12. "SISTEMA DE ENVASAMENTO PARA O ENVASAMENTO DE GARRAFAS OU RECIPIENTES SIMILARES" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por meios que registram a quantidade de produtos de enchimento e/ou nível de envasamento daqueles recipientes (2/ que foram envasados na mesma fase de envasamento nos elementos(3, 4) no mesmo grupo de elementos, e compensem, assim, diferenças apuradas na quantidade de envasamento na abertura e/ou fechamento das válvulas de líquido.
13. "SISTEMA DE ENVASAMENTO PARA O ENVASAMENTO DE GARRAFAS OU RECIPIENTES SIMILARES", segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por meios que registram aqueles recipientes (2) que foram envasados na mesma fase de envasamento nos elementos(3, 4) no mesmo grupo de elementos, e compensem, assim, diferenças apuradas na quantidade envasada e/ou nível de envasamento, por meio de influência de no mínimo um retentor (15) regulável.
14. "SISTEMA DE ENVASAMENTO PARA O ENVASAMENTO DE GARRAFAS OU RECIPIENTES SIMILARES" segundo uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO de tal maneira que ele seja parte integrante de uma máquina de envasamento com um grande número de grupos de elementos num rotor acionável (5) girando em torno de um eixo de máquina (VM).
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