ES2328181T3 - Sistema tiempo-presion para dosificar liquidos. - Google Patents
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Abstract
Un sistema tiempo-presión para dosificar líquidos que comprende: un depósito (S) para contener líquidos, que se comunica con al menos un conducto de descarga (1) para los líquidos; órganos (P) para regular una presión de los líquidos contenidos en el interior del depósito (S) a un nivel predeterminado; y una unidad de estrangulación (5) que actúa sobre una sección (T1) del conducto de descarga, para obstruir/permitir el paso del líquido presurizado proveniente del depósito (S), a fin de determinar una proyección de cantidades dosificadas de los líquidos fuera del conducto de descarga (1) en intervalos de tiempo predeterminado, la unidad de estrangulación (5) comprende: un motor eléctrico (7) que regula un posicionamiento angular de un eje del mismo de acuerdo con un principio de tiempo predeterminado impuesto por una correspondiente unidad de control (C); un elemento de leva (8) accionado por medio del motor eléctrico (7) que lo desplaza cíclicamente; un rodillo guía (10); un elemento de obstrucción (9) desplazado por el elemento de leva (8), por medio del rodillo guía (10) colocado en el elemento de obstrucción (9), entre una posición de estrangulación (PS) de la sección (T1) del conducto de descarga (1), en la cual se obstruye el conducto de descarga (1), y una posición desacoplada (PD) de la sección (T1), que determina la proyección de cantidades dosificadas de los líquidos fuera del conducto de descarga (1) en intervalos de tiempo predeterminados; y órganos elásticos (20) funcionalmente intercalados entre el bastidor (21) de la unidad de estrangulación (5) y el elemento de obstrucción (9) a fin de mantener al elemento de obstrucción (9) en contacto continuo contra el elemento de leva (8) por medio del rodillo guía (10); caracterizado por el hecho que: la unidad de estrangulación (5) está dispuesta de tal forma que el rodillo guía (10) está posicionado entre dicha sección (T1) y dicho elemento de leva (8).
Description
Sistema tiempo-presión para
dosificar líquidos.
La presente invención está relacionada con el
sector tecnológico de los sistemas de dosificación
tiempo-presión.
Los sistemas de dosificación
tiempo-presión son conocidos, los cuales comprenden:
un depósito para contener un líquido o mezcla de líquidos, que se
comunica con uno o más conductos (por ejemplo hecho de un material
de silicona) que descargan los líquidos en contenedores
relacionados; órganos para regular la presión de los líquidos
contenidos en el interior del depósito a un determinado nivel; una
unidad de estrangulación para una sección del conducto de descarga,
activada para bloquear/permitir el paso, a intervalos
predeterminados de tiempo, de líquidos presurizados que vienen del
depósito, en consecuencia definiendo y proyectando cantidades
dosificadas de líquidos en contenedores posicionados debajo del
conducto de descarga; un dispositivo auxiliar, situado entre la
boquilla del conducto de descarga y la unidad de estrangulación,
que también actúa mediante interferencia mecánica en una sección
correspondiente del conducto de descarga para evitar el goteo de
líquido tras la proyección de las cantidades dosificadas en los
contenedores; y una unidad de control electrónico que dirige el
funcionamiento de los órganos para regular la presión, la unidad de
estrangulación y el dispositivo auxiliar.
La unidad de estrangulación comprende
sensiblemente un elemento que obstruye una sección del conducto de
descarga y un órgano de accionamiento que desplaza al elemento de
obstrucción entre una posición de estrangulación y una posición
desacoplada de la sección del conducto, para obstruir y permitir
respectivamente, el paso de líquidos presurizados contenidos en el
depósito. Los líquidos se proyectan consecuentemente en cantidades
dosificadas a lo largo del conducto de descarga, en los elementos
contenedores correspondientes. Se conoce que la cantidad de
líquidos que definen una dosis relativa está determinada por el
intervalo de tiempo que transcurre entre el desacoplamiento y
posterior estrangulación de la sección del conducto de descarga
mediante el elemento de obstrucción, además de tomar en
consideración la presión a la cual están sujetos los líquidos en el
interior del depósito y las dimensiones geométricas del conducto de
descarga.
Actualmente, las unidades de estrangulación que
prevalecen consisten en válvulas neumáticas o electromagnéticas, el
elemento de obstrucción relacionado con el mismo que se activa
mediante un activador neumático o electromagnético, en un modo
ENCENDIDO-APAGADO. Este tipo de válvulas tiene
limitaciones intrínsecas, ya es imposible averiguar o controlar el
principio de movimiento de acuerdo con el cual funciona: los
intervalos de tiempo que transcurren entre las órdenes de abertura
y cierre a las válvulas, emitidas por la unidad de control y el
desbloqueo y estrangulación de la sección del conducto de descarga
se tienen que averiguar experimentalmente y en cualquier caso
variará a lo largo del tiempo, por ejemplo debido al envejecimiento
de los materiales y el desgaste de los componentes.
Los inconvenientes mencionados anteriormente,
típicos de las unidades de estrangulación del tipo conocido,
descalifican aún más cuando los sistemas de dosificación
tiempo-presión están diseñados para aplicaciones
específicas, por ejemplo, los sectores farmacéuticos y cosméticos,
dónde es extremadamente importante suministrar cantidades
dosificadas predeterminadas, las cuales son exactamente iguales
entre ellas. El tiempo de abertura de la válvula está sujeto en la
práctica a un grado de incertidumbre que es inadecuado para dichas
aplicaciones, ya que las dos etapas transitorias, en las cuales
tienen lugar respectivamente el desacoplamiento y la estrangulación
de la sección del conducto de descarga, no pueden controlarse o
predecirse a lo largo del tiempo.
Esto se hace aún más evidente cuando se precisa
una alta productividad: en este caso la presión de los líquidos
contenidos en el depósito será más alta y el tiempo de abertura de
la válvula, durante el cual tiene lugar el paso de los líquidos,
que consecuentemente define una cantidad dosificada relativa, será
aún más corta.
Un inconveniente adicional con las válvulas del
tipo conocido (por ejemplo neumáticas o electromagnéticas) es que
es difícil ajustar el movimiento de oclusión del conducto de
descarga para tener en cuenta el tipo de líquido que circula a
través de él.
Esto es porque el movimiento de estrangulación
sobre el conducto de descarga puede variar según la viscosidad de
varios líquidos - una necesidad que no se puede satisfacer mediante
este tipo de válvula.
Además, el documento
DE-A-19951555 divulga un sistema de
acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
En vista de lo anterior, el objetivo de la
invención es obtener un sistema tiempo-presión para
dosificar líquidos que evita satisfactoriamente los inconvenientes
descritos anteriormente. Además, es deseable conseguir una unidad
de estrangulación que además satisfaga los estándares precisados de
fiabilidad, precisión, productividad y regularidad de
funcionamiento incluso para aplicaciones específicas, tales como
aquellas relacionadas con los sectores farmacéuticos y
cosméticos.
Un objetivo adicional de la invención consiste
en lograr un sistema relativamente de bajos costes cuando se
considera en el contexto de las ventajas obtenidas.
Los objetivos anteriores se obtienen de acuerdo
con el contexto de las reivindicaciones.
Cualquier característica de la invención que no
surja a partir de lo anterior se ilustrará de forma más completa
posteriormente, de acuerdo con las reivindicaciones y con la ayuda
de las figuras de los dibujos adjuntos, en las cuales:
- la figura 1 es una vista frontal esquemática
del sistema de dosificación tiempo-presión que es el
objeto de la invención;
- las figuras 2A, 2B ilustran esquemáticamente
los detalles A, B en una escala ampliada, del sistema de la figura
1, durante una primera configuración de funcionamiento;
- las figuras 3A, 3B ilustran esquemáticamente
los correspondientes detalles A, B en una escala ampliada, del
sistema de la figura 1, durante una segunda configuración de
funcionamiento;
- la figura 4 es una vista frontal de una
realización del sistema de dosificación
tiempo-presión de la figura 1;
- la figura 5 es una vista de la sección
V-V de la figura 4.
En referencia concreta a la figura 1, S muestra
un depósito cerrado del tipo conocido para contener líquidos
presurizados, que se comunica inferiormente con uno o más conductos
1 para la descarga de los líquidos en los elementos contenedores 2
situados debajo, tales como viales, tubos, bolsas o similares, por
ejemplo transportados mediante una línea transportadora
relacionada, no mostrada ya que no forma parte de la invención; el
depósito S está además superiormente comunicado con un conducto de
suministro de los líquidos 3 y con una fuente de gas inerte capaz
de generar una presión P a través del conducto relacionado 4.
En el ejemplo ilustrado, cada conducto de
descarga 1 tiene una unidad de estrangulación auxiliar 5 y un
dispositivo auxiliar vinculado 6. La unidad de estrangulación 5
comprende un motor eléctrico 7, en concreto un motor sin
escobillas, para regular una posición angular del eje sobre la base
de un principio de movimiento predeterminado impuesto por una
unidad de control C correspondiente. El motor 7 acciona un elemento
de leva 8, que a su vez desplaza un elemento de obstrucción 9 entre
dos posiciones distintas de funcionamiento, es decir: una posición
desacoplada PD de una sección correspondiente T1 del conducto de
descarga relacionado 1, ver figura 2B, en el cual el elemento de
obstrucción 9 está en contacto no interferente con el conducto 1; y
una posición de estrangulación PS de la sección T1, ver figura 3B,
en la cual el elemento 9 obstruye completamente la sección del
conducto T1 al deformarlo elásticamente. En concreto, se coloca un
rodillo guía 10 superiormente al elemento de obstrucción 9 a fin de
reducir la fricción con el elemento de leva 8. Se dispone un primer
tope 11 en el lado opuesto de la unidad de estrangulación 5
respecto a la sección T1 del conducto de descarga 1. El dispositivo
auxiliar 6, del tipo conocido, comprende por ejemplo un vástago 12
con una cabeza redondeada, dicho vástago 12 está accionado mediante
los órganos activadores 13 y se mantiene en contacto constante con
una sección correspondiente T2 del conducto de descarga 1: el
vástago 12, como quedará claro a partir de la siguiente
descripción, se activa en un relación de fase con la unidad de
estrangulación 5 entre una primera configuración O1 en la cual se
empuja contra la sección T2, provocando una ligera deformación
elástica local (figura 2A), y una segunda configuración replegada
02 (Figura 3A), en la cual está en contacto no interferente con la
sección T2 del conducto de descarga 1; en cualquier caso, la
posición adoptada por el vástago 12 en estas dos configuraciones
01, 02 pueden variar para modificar el movimiento de aspiración en
el interior del conducto de descarga 1. Además en este caso, se
dispone un segundo tope 14 en el lado de la sección del conducto T2
que está opuesta al lado de la misma donde se sitúa el dispositivo
auxiliar 6.
En conclusión, la unidad de control electrónico
C recibe una señal eléctrica del sensor de presión 15 dispuesto en
el interior del depósito S y regula el funcionamiento de la fuente
de presión P, de la unidad de estrangulación 5 y del dispositivo
auxiliar 6.
A continuación figura una descripción del
funcionamiento del sistema de dosificación que es el objeto de esta
invención, en referencia a un ciclo de funcionamiento.
La unidad de control electrónico C mantiene los
líquidos contenidos en el depósito S a una presión predeterminada
de una forma conocida, regulando el funcionamiento de la fuente de
presión P en base a la señal recibida del
sensor 15.
sensor 15.
Como se especifica anteriormente, la unidad de
estrangulación 5 y la unidad auxiliar 6 se activan por la unidad de
control electrónico C en una relación de fase alterna adecuada. Las
cantidades dosificadas de líquidos están definidas por el intervalo
de abertura de la sección del conducto de descarga 1, sometido al
movimiento de la unidad de estrangulación 5, en el caso ilustrado,
sección T1; como resultado de la presión a la cual están sometidos
los líquidos en el interior del depósito S, la cantidad dosifica en
formación se proyecta a lo largo del conducto de descarga 1 a un
contenedor correspondiente 2 debajo del sistema de dosificación. En
una fase de relación con la formación y proyección de la cantidad
dosificada a lo largo del conducto de descarga 1, el vástago 12 del
dispositivo auxiliar 6 se desplaza a la primera configuración O1
(figura 2A). A continuación de la salida de la cantidad dosificada
de la boquilla relacionada 30 del conducto de descarga 1, el
vástago 12 se desplaza a la segunda configuración 02, es decir,
replegada para así generar una ligera depresión en el interior del
conducto de descarga 1, de este modo se evita que el líquido gotee
desde la boquilla 30.
La integración del motor sin escobillas 7 en la
unidad de estrangulación 5 posibilita ventajosamente establecer y
controlar con precisión el principio de movimiento, en el cual el
elemento de obstrucción 9 se desplaza por el elemento de leva 8
entre la posición desacoplada PD y la posición de estrangulación PS,
y viceversa; el elemento de obstrucción 9 sólo puede desplazarse en
pasos discontinuos elementales, para que su posición sea siempre
conocida y cierta, paso a paso.
En otras palabras, la conexión funcional del
motor sin escobillas 7 a la unidad de control C permite que la
unidad de control C averigüe el tiempo exacto que transcurre entre
las órdenes para abrir y cerrar la sección T1 y, respectivamente,
el paso real del elemento de obstrucción 9 a la posición desacoplada
PD y a la posición de estrangulación PS. De este modo la unidad de
control C puede calcular el intervalo de abertura de la sección T1
lo cual define la cantidad dosificada con extrema precisión, dado un
valor predeterminado para la presión de los líquidos en el interior
del depósito S; de esta forma todos los inconvenientes típicos de
las soluciones de tipo conocido se evitan completamente. La unidad
de estrangulación 5 garantiza toda la fiabilidad, precisión y
regularidad funcional (generación de cantidades dosificadas
idénticas en todo momento) precisadas para aplicaciones específicas
tales como aquéllas en el sector farmacéutico o cosmético y/o donde
se precisan altos niveles de productividad, dado que para tales
aplicaciones los líquidos contenidos en el interior del depósito S
han de estar bajo mayor presión y el intervalo de abertura de la
sección T1 ha de ser más corto.
Por lo tanto esta invención consigue los
objetivos deseados y evita de forma óptima todos los inconvenientes
mencionados anteriormente, los cuales son típicos de las soluciones
conocidas; como consecuencia el sistema de dosificación
tiempo-presión de la invención tiene relativamente
bajos costes en comparación con las ventajas obtenidas.
Las Figuras 4, 5 muestran el sistema de
dosificación tiempo-presión de la invención, de
acuerdo con una realización práctica del mismo. En concreto, en el
ejemplo mostrado hay órganos elásticos 20 posicionados entre el
bastidor 21 de la unidad de estrangulación 5 y un resalte 25
provisto en el elemento de obstrucción 9, a fin de mantener al
elemento de obstrucción 9 en contacto continuo con el elemento de
leva 8, por medio del rodillo guía 10.
La descripción anterior proporciona un ejemplo
no limitativo, y de este modo se han de considerar cualquier
variante práctica o de aplicación dentro del ámbito de esta
invención tal y como se reivindica posteriormente.
Claims (2)
1. Un sistema tiempo-presión
para dosificar líquidos que comprende:
un depósito (S) para contener líquidos, que se
comunica con al menos un conducto de descarga (1) para los
líquidos;
órganos (P) para regular una presión de los
líquidos contenidos en el interior del depósito (S) a un nivel
predeterminado; y
una unidad de estrangulación (5) que actúa sobre
una sección (T1) del conducto de descarga, para obstruir/permitir
el paso del líquido presurizado proveniente del depósito (S), a fin
de determinar una proyección de cantidades dosificadas de los
líquidos fuera del conducto de descarga (1) en intervalos de tiempo
predeterminado, la unidad de estrangulación (5) comprende:
un motor eléctrico (7) que regula un
posicionamiento angular de un eje del mismo de acuerdo con un
principio de tiempo predeterminado impuesto por una correspondiente
unidad de control (C);
un elemento de leva (8) accionado por medio del
motor eléctrico (7) que lo desplaza cíclicamente;
un rodillo guía (10);
un elemento de obstrucción (9) desplazado por el
elemento de leva (8), por medio del rodillo guía (10) colocado en
el elemento de obstrucción (9), entre una posición de estrangulación
(PS) de la sección (T1) del conducto de descarga (1), en la cual se
obstruye el conducto de descarga (1), y una posición desacoplada
(PD) de la sección (T1), que determina la proyección de cantidades
dosificadas de los líquidos fuera del conducto de descarga (1) en
intervalos de tiempo predeterminados;
y órganos elásticos (20) funcionalmente
intercalados entre el bastidor (21) de la unidad de estrangulación
(5) y el elemento de obstrucción (9) a fin de mantener al elemento
de obstrucción (9) en contacto continuo contra el elemento de leva
(8) por medio del rodillo guía (10);
caracterizado por el hecho que:
la unidad de estrangulación (5) está dispuesta
de tal forma que el rodillo guía (10) está posicionado entre dicha
sección (T1) y dicho elemento de leva (8).
2. El sistema de la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho que el motor eléctrico (7) es un
motor sin escobillas.
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