ES2625419T3 - Dispositivo de llenado para máquinas de llenado isobárico para llenado de nivel de botellas con líquidos alimentarios - Google Patents

Dispositivo de llenado para máquinas de llenado isobárico para llenado de nivel de botellas con líquidos alimentarios Download PDF

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Abstract

Dispositivo (10) de llenado para máquinas de llenado isobáricas para llenar botellas con líquidos alimentarios, tales como en particular vino espumoso y cerveza, comprendiendo el dispositivo (10) de llenado: un cuerpo (12) que tiene una cavidad interior (18) que se extiende verticalmente a través de dicho cuerpo (12); caracterizado porque: un tubo exterior (24), que está fijado en la parte superior a una pared inferior (14) de un tanque (16) de la máquina destinado a contener el líquido con el que se van a llenar las botellas, se extiende a través de la cavidad interior (18) del cuerpo (12) y sobresale hacia abajo con relación al cuerpo (12); un tubo interior (26), que está dispuesto coaxialmente con el tubo exterior (24), es móvil con respecto al tubo exterior (24) y se extiende con una porción inferior del mismo dentro del tubo exterior (24) y sobresale hacia arriba con relación al tubo exterior (24), como para alcanzar con su extremo superior, en el estado montado del dispositivo (10) de llenado en la máquina, un nivel más alto que el nivel (L) del líquido contenido en el tanque (16), definiendo el tubo exterior (24) y el tubo interior (26) un conducto anular (44) que se extiende hasta el extremo inferior del tubo exterior (24) y a través del cual el líquido contenido en el tanque (16) puede fluir hacia fuera hacia abajo para llenar una botella; un cono (28) de centrado que está dispuesto coaxialmente con el tubo exterior (24) y el tubo interior (26) y está configurado para sellar contra el extremo superior del cuello de la botella a llenar; un primer miembro (36) de cierre que está dispuesto como para ser móvil verticalmente y está configurado para sellar el primer conducto anular (44); un segundo miembro (66) de cierre que está dispuesto como para ser móvil verticalmente y está configurado para sellar el tubo interior (26); y una unidad (62) de accionamiento configurada para controlar el movimiento vertical del primer miembro (36) de cierre y el segundo miembro (66) de cierre; en el que el primer miembro (36) de cierre está dispuesto cerca del extremo inferior del tubo interior (26) y coopera con el extremo inferior del tubo exterior (24) como para abrir/cerrar el conducto anular (44) en la parte inferior.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de llenado para maquinas de llenado isobarico para llenado de nivel de botellas con liquidos alimentarios
La presente invencion se refiere en general a una maquina de llenado isobarico para llenar botellas con liquidos alimentarios, tales como en particular vino espumoso y cerveza, y mas particularmente a un dispositivo de llenado destinado a ser instalado en tal maquina, como se especifica en el preambulo de la reivindicacion independiente 1 que se acompana.
Un dispositivo de llenado del tipo descrito anteriormente es conocido por ejemplo a partir del documento EP-A- 2236454.
El llenado de botellas generalmente se clasifica en dos categorias, es decir, llenado de nivel y llenado volumetrico, dependiendo de la tecnologia utilizada para detectar cuando se ha alcanzado la cantidad correcta de liquido suministrado. A su vez, el llenado de nivel difiere dependiendo del liquido a procesar. En el caso de liquidos no gaseosos, el llenado se realiza a presion atmosferica o bajo un ligero vacio, en el caso de liquidos gaseosos se realiza un llenado isobarico y en el caso de liquidos viscosos el llenado se realiza en condiciones en las que existe una diferencia de presion, obtenida por creacion de alto vacio o por sobrepresion.
El dispositivo de llenado de acuerdo con la presente invencion cae dentro de la categoria de dispositivos de llenado de nivel, y mas precisamente dispositivos del tipo que realiza llenado de nivel isobarico (denominado aqui en lo sucesivo simplemente “llenado isobarico”).
La figura 1 de los dibujos que se acompanan muestra una vista en corte axial de un ejemplo conocido de un dispositivo de llenado para una maquina de llenado isobarico. El dispositivo de llenado esta indicado globalmente con el 10 y esencialmente comprende:
un cuerpo 12 destinado a estar fijado a una pared inferior 14 de un tanque 16 de una maquina de llenado, teniendo el cuerpo 12 una cavidad interior 18 que esta abierta en la parte superior y se comunica en su parte inferior con el exterior por medio de una boquilla 20 con una seccion transversal conica que esta fijada al cuerpo 12 y cuyo eje z esta orientado verticalmente;
un primer tubo, o tubo exterior, 24 que esta fijado a la parte superior del cuerpo 12 y esta dispuesto coaxialmente con la boquilla 20 pasando, en el estado ensamblado del dispositivo de llenado de la maquina de llenado, a traves de un orificio 22 en la pared inferior 14 del tanque 16 y que se extiende hasta una cierta distancia de la parte inferior del tanque;
un segundo tubo, o tubo interior, 26 que esta dispuesto coaxialmente con la boquilla 20 y el tubo exterior 24, que se extiende dentro del tubo exterior 24 y que emerge en la parte inferior desde el cuerpo 12 a traves de la boquilla 20;
un cono 28 de centrado que esta dispuesto coaxialmente con la boquilla 20 y el tubo interior 26 y esta provisto de un miembro 30 de sellado para sellar contra el extremo superior del cuello de una botella (no mostrada) a llenar; y
un conjunto 32 de valvula que comprende una pluralidad de valvulas 34 (en el ejemplo mostrado tres valvulas) destinadas a ser controladas por medio de levas configuradas adecuadamente para iniciar y parar las diversas etapas estipuladas por el ciclo de llenado de botellas.
El dispositivo 10 de llenado tambien comprende un miembro 36 de cierre (denominado mas adelante primer miembro de cierre) que esta provisto de un miembro 38 de sellado y esta fijado al tubo interior 26, coaxialmente con el, como para cooperar con una porcion 40 de superficie conica de la cavidad interior 18 del cuerpo 12. El tubo interior 26, y, junto con el, el primer miembro 36 de cierre, es movil con respecto al conjunto formado por el cuerpo 12 y por el tubo exterior 24 entre una posicion bajada (mostrada en la figura 1), en la que el primer miembro 36 de cierre, por medio del miembro 38 de sellado, cierra el paso desde la cavidad interior 18 a la boquilla 20, y una posicion elevada (no mostrada), en la que se crea un paso anular entre el primer miembro 36 de cierre y la porcion 40 de superficie conica de la cavidad interior 18, paso a traves del cual el liquido que fluye desde el tanque 16, a traves de una o mas aberturas 42 proporcionadas en el tubo exterior 24, al conducto anular 44 definido entre el tubo exterior 24 y el tubo interior 26 puede fluir hacia fuera hacia la boquilla 20 y desde aqui dentro de la botella. El primer miembro 36 de cierre es empujado hacia la posicion elevada por un muelle 46 dispuesto entre un anillo elastico 48 montado en el tubo exterior 24 y un miembro 50 de tope fijado en el extremo superior del tubo interior 26.
El dispositivo 10 de llenado tambien comprende un segundo miembro 66 de cierre que esta situado coaxialmente con el tubo interior 26, por encima de este, y es movil axialmente con respecto al tubo interior 26 entre una posicion abierta (posicion mostrada en la figura 1) en la que esta a una distancia del extremo superior del tubo interior 26 y por lo tanto deja este tubo abierto, y una posicion cerrada (no mostrada), en la que hace contacto de sellado con el extremo superior del tubo interior 26 y por lo tanto mantiene este tubo cerrado.
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En el caso de los liquidos gaseosos, y mas particularmente en el caso del vino espumoso, el ciclo de llenado de botellas con un dispositivo de llenado tal como el del tipo conocido mostrado en la figura 1 comprende tipicamente las etapas descritas mas adelante.
En primer lugar, la botella que se va a llenar se eleva por medio de un piston neumatico para ser presionada contra el miembro 30 de sellado del cono 28 de centrado hasta que el cono 30 de centrado entre en contacto con el cuerpo 12 alrededor de la seccion de salida de la boquilla 20, con el fin de proporcionar un sellado perfecto entre el cuerpo y la botella con el fin de contener la presion de llenado.
Esto es seguido por una etapa de desaireacion, durante la cual el aire contenido dentro de la botella es forzado a salir de ella por medio de una bomba de vacio de anillo liquido (no mostrada).
A continuacion, la botella se pone en comunicacion con la porcion del tanque 16 situada por encima del nivel L del liquido a traves del tubo interior 26 (con el segundo miembro 66 de cierre en posicion abierta) para llevar a cabo la etapa de compensacion de presion, durante el cual el gas a presion contenido en el tanque pasa de este a la botella hasta que el gas contenido en el tanque y el gas contenido en la botella estan a la misma presion.
Una vez que se alcanza un equilibrio entre la presion del gas en el tanque 16 y la presion del gas en la botella, el muelle 46 provoca el levantamiento del tubo interior 26 y junto con el primer miembro 36 de cierre, permitiendo asi que el liquido contenido en el tanque llene la botella que pasa a traves del paso anular definido entre la boquilla 20 y el tubo interior 26 (etapa de llenado). Durante el llenado de la botella con el liquido, el gas introducido previamente en la botella vuelve a la porcion superior del tanque 16 fluyendo adentro del tubo interior 26. Cuando el nivel del liquido en la botella ha alcanzado un valor predefinido dado, el conjunto formado por el tubo interior 26 y por el primer miembro 36 de cierre es movido a la posicion bajada para interrumpir el flujo de fluido desde el tanque a la botella. A continuacion, la etapa de llenado es seguida de una etapa de nivelacion, durante la cual el gas bajo una ligera sobrepresion (aproximadamente 0,2 bares mayor que la presion presente en la botella) es introducido en la botella a traves del paso anular definido entre la boquilla 20 y el tubo interior 26, con el primer miembro 36 de cierre permaneciendo en la posicion bajada, de manera que el exceso de liquido contenido en la botella, es decir, el liquido que esta situado por encima del extremo inferior del tubo interior 26, es transportado de nuevo al tanque 16 a traves de este tubo.
Esto es seguido por una etapa de desgasificacion, durante la cual el interior de la botella se pone en comunicacion con el exterior para eliminar lentamente la sobrepresion producida durante la etapa anterior.
Finalmente, el piston neumatico se baja como para permitir la retirada de la botella que ahora ha sido llenada.
El principal inconveniente de los dispositivos de llenado conocidos para maquinas de llenado isobarico, tal como el descrito anteriormente con referencia a la figura 1 o el conocido a partir del documento anterior ya mencionado, consiste en la pobre precision en el nivel de llenado de botellas. Esto se debe en particular al hecho de que, cuando el primer miembro de cierre con el miembro de sellado asociado cierra el flujo del liquido hacia la botella, el liquido que ya esta presente entre la boquilla y el tubo interior aguas abajo de este miembro de cierre entra en la botella y por lo tanto aumenta el nivel de llenado de la botella con respecto al deseado. Por lo tanto, se requiere la etapa de nivelacion descrita anteriormente, dando esto como resultado que una cantidad considerable de liquido fluya de regreso adentro del tanque y, por lo tanto, un aumento del peligro de contaminacion del liquido en el tanque. Ademas, una vez que el tubo interior ha sido cerrado por medio del segundo miembro de cierre, cualquier liquido contenido dentro de este tubo puede volver a la botella y por lo tanto modificar el nivel de llenado (correcto) alcanzado.
Un inconveniente adicional de los dispositivos de llenado isobarico conocidos es que el ajuste del nivel de llenado se obtiene desplazando verticalmente el tubo interno (tubo de retorno de gas), lo que da como resultado que estos dispositivos sean particularmente complejos.
Ademas, los dispositivos de llenado isobarico conocidos estan todos provistos de un cierto numero de muelles con el fin de garantizar que los niveles de presion son equilibrados y realizan la apertura o el cierre de los miembros de cierre, dando esto como resultado que estos dispositivos sean aun mas complicados constructivamente y se creen mayores problemas durante el lavado y la esterilizacion, en vista del gran area superficial de los muelles expuestos al contacto con el liquido.
Un objeto de la presente invencion es proporcionar un dispositivo de llenado para una maquina de llenado isobarico para llenar botellas con liquidos alimentarios que no se vea afectado por los inconvenientes de la tecnica anterior expuestos anteriormente, en particular que sea capaz de ofrecer un alto grado de precision en lo que se refiere al nivel de llenado de la botella, sea simple constructiva y funcionalmente, sea facil de lavar y esterilizar.
Este y otros objetos se logran completamente de acuerdo con la presente invencion por medio de un dispositivo de llenado que tiene las caracteristicas definidas en la reivindicacion independiente 1 que se acompana.
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Debido al hecho de que el primer miembro de cierre esta dispuesto en el extremo inferior del tubo interior como para cooperar con el extremo inferior del tubo exterior, el cierre del flujo de liquido se produce en las proximidades del orificio a traves del cual el tubo interno se comunica con el interior de la botella, permitiendo asi obtener un mayor grado de precision del nivel de llenado a obtener, ademas sin necesidad de llevar a cabo la etapa de nivelacion descrita anteriormente.
Preferiblemente, el segundo miembro de cierre esta dispuesto tambien cerca del extremo inferior del tubo interior como para abrir/cerrar este tubo en la parte inferior, en lugar de en la parte superior. Gracias a esta disposicion del segundo miembro de cierre, se obtiene un alto grado de precision del nivel de llenado sin tener que realizar una etapa de vaciado del tubo interior a traves de la cual, en los dispositivos de llenado conocidos, el liquido presente en el interior del tubo se vuelve a transportar al tanque. De hecho, como resultara mas claramente a partir de la descripcion mas adelante, una vez que el tubo interior ha sido cerrado en la parte inferior por medio del segundo miembro de cierre, cualquier liquido contenido dentro del propio tubo al final de la etapa de llenado no puede volver a entrar en la botella y por lo tanto no puede modificar el nivel de llenado (correcto) alcanzado. El hecho de poder evitar llevar a cabo la etapa de vaciado antes mencionada significa que una cantidad (aunque minima) de liquido no es transportada de regreso adentro del tanque y por lo tanto el riesgo de contaminacion del producto dentro del tanque se reduce aun mas.
De acuerdo con una realizacion, el dispositivo de llenado comprende un sensor de presion para medir la presion alcanzada dentro de la botella, lo que permite que la apertura y el cierre de los miembros de cierre sean controlados sin tener que proporcionar muelles especiales, dando como resultado que el dispositivo sea menos complejo desde un punto de vista constructivo y funcional y mas facil de lavar y esterilizar.
De acuerdo con una realizacion, el cuerpo del dispositivo de llenado es movil verticalmente con respecto al tanque de la maquina de llenado, lo que permite ajustar el nivel de llenado simplemente variando la posicion vertical del cuerpo puesto que, variando la posicion vertical del cuerpo, tambien se varia la posicion de parada del cono de centrado.
Otras caracteristicas y ventajas de la presente invencion resultaran mas claramente a partir de la siguiente descripcion detallada proporcionada puramente a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompanan en los que:
la figura 1 es una vista en corte axial de un dispositivo de llenado para maquinas de llenado isobarico de acuerdo con la tecnica anterior;
la figura 2 es una vista en corte axial de un dispositivo de llenado para maquinas de llenado isobarico de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;
la figura 3 muestra, a escala ampliada, la porcion inferior del dispositivo de llenado de la figura 2;
la figura 4 es una vista en corte axial de un dispositivo de llenado para maquinas de llenado isobarico de acuerdo con una realizacion adicional de la presente invencion; y
la figura 5 muestra, a escala ampliada, la porcion inferior del dispositivo de llenado de la figura 4.
Con referencia a las figuras 2 y 3, en las que a partes y elementos identicos o correspondientes a los de la figura 1 (tecnica anterior) se han asignado los mismos numeros de referencia, un dispositivo de llenado para maquinas de llenado isobarico de acuerdo con una realizacion de la presente invencion se indica globalmente con el 10 y comprende esencialmente:
un cuerpo 12 que tiene una cavidad interior 18 de forma cilindrica que se extiende verticalmente a traves de todo el cuerpo 12;
un tubo exterior 24 con un eje vertical (indicado z) que esta fijado en la parte superior a una pared inferior 14 de un tanque 16 de la maquina de llenado, se extiende a traves de la cavidad interior 18 del cuerpo 12 y sobresale hacia abajo con relacion al cuerpo 12;
un tubo interior 26 que esta dispuesto coaxialmente con el tubo exterior 24 y se extiende parcialmente (parte inferior) dentro del tubo exterior 24 y parcialmente (parte superior) dentro del tanque 16, despues de pasar a traves de un orificio 22 provisto en una pared inferior 14de dicho tanque, alcanzando con su extremo superior un nivel por encima del nivel L del liquido en el tanque 16;
un cono 28 de centrado que esta dispuesto coaxialmente con los dos tubos, es decir, el tubo exterior 24 y el tubo interior 26 y esta provisto de un miembro 30 de sellado para sellar contra el extremo superior del cuello de una botella (no mostrada) a llenar; y
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un conjunto 32 de valvula que comprende una pluralidad de valvulas accionadas neumaticamente, en particular, cuatro valvulas accionadas neumaticamente 34a, 34b, 34c y 34d, configuradas para iniciar y parar, de acuerdo con modos de funcionamiento predeterminados, las distintas etapas estipuladas por el ciclo de llenado de botellas.
Por lo tanto, se define un conducto anular 44 entre el tubo exterior 24 y el tubo interior 26, que se extiende hasta el extremo inferior del tubo exterior y que permite que el liquido contenido en el tanque 16 fluya a su traves hacia abajo para llenar una botella. El flujo de liquido a lo largo del conducto anular 44 es controlado por un primer miembro 36 de cierre provisto de un miembro 38 de sellado. El primer miembro 36 de cierre esta fijado al tubo interior 26, coaxialmente con el, en una porcion de extremo inferior del mismo que sobresale hacia abajo desde el tubo exterior 24, con el fin de cooperar con el extremo inferior del tubo exterior 24. El tubo interior 26, junto con el primer miembro 36 de cierre, es movil con respecto al tubo exterior 24 entre una posicion elevada (mostrada en la figura 2), en la que el primer miembro 36 de cierre, por medio del miembro 38 de sellado, cierra el conducto anular 44 en la parte inferior, impidiendo por lo tanto que el liquido contenido en el tanque 16 fluya hacia fuera desde el dispositivo 10 de llenado y llene la botella, y una posicion lideres (mostrada en la figura 3), en la que el primer miembro 36 de cierre deja el conducto anular 44 abierto en la parte inferior, permitiendo asi que el liquido contenido en el tanque 16 fluya hacia fuera desde el dispositivo 10 de llenado y llene la botella. Todavia con referencia a la figura 3, el primer miembro 36 de cierre tiene, debajo del miembro 38 de sellado, un orificio 52 formado en particular como orificio oblicuo y que tiene la funcion de conectar el tubo interior 26 con el exterior, en particular para el paso de gas del tanque a la botella y viceversa, como se explicara mas claramente mas adelante.
El cono 28 de centrado esta montado sobre una placa 54 de soporte que esta fijada al extremo inferior de un par de varillas 56 (solo una de las cuales es visible en la vista en corte transversal de la figura 2) dispuesta con sus ejes paralelos y a una distancia del eje z de dicho cono de centrado y del tubo exterior 24 y del tubo interior 26. Cada varilla 56 es guiada de manera deslizante en un respectivo cilindro 58 fijado al tanque 16, en particular a la pared inferior 14 de este ultimo, de manera que para permitir que el cono 28 de centrado se mueva verticalmente con relacion al tanque 16, asi como con relacion al tubo exterior 24. En particular, el desplazamiento del movimiento vertical del cono 28 de centrado es tal que permite que este ultimo entre en contacto contra el lado inferior del cuerpo 12, siendo esta una condicion necesaria para que el dispositivo sea capaz de realizar el llenado de una botella de modo isobarico.
De acuerdo con una realizacion, el cuerpo 12 tiene, montado sobre el, un sensor 60 de proximidad para detectar la presencia de la botella debajo del dispositivo 10 de llenado con el fin de iniciar el metodo de llenado y/o un sensor 84 de presion para medir la presion alcanzada dentro de la botella.
El dispositivo 10 de llenado comprende tambien una unidad 62 de accionamiento que esta asociada con el extremo superior del tubo interior 26 para controlar el movimiento vertical de este ultimo, asi como el del primer miembro 36 de cierre con el miembro 38 de sellado asociado, entre la posicion bajada y la posicion elevada definida anteriormente y para controlar el flujo de gas a traves de este tubo. La unidad 62 de accionamiento esta montada sobre una cubierta 64 del tanque 16 y comprende un primer accionador lineal y un segundo accionador lineal que estan montados en serie entre si, en el que el primer accionador lineal es capaz de controlar el movimiento vertical del tubo interior 26 y el segundo accionador lineal es capaz de controlar el movimiento vertical de un segundo miembro 66 de cierre para abrir o cerrar el tubo interior 26, en este caso el extremo superior de este tubo. El primer accionador lineal esta formado preferiblemente como un cilindro neumatico de doble efecto y comprende un cilindro 68 fijado a la cubierta 64 del tanque 16 coaxialmente con el tubo interior 26 y un piston 70 montado de forma deslizante en el cilindro 68. El piston 70 tiene un vastago 72 que sobresale hacia abajo desde el cilindro 68 y esta fijado al extremo superior del tubo interior 26 como para ser integral con el durante su movimiento de traslacion vertical. El segundo accionador lineal tambien se forma preferiblemente como un cilindro neumatico de doble efecto y comprende un cilindro 74, que esta conectado al piston 70 del primer accionador lineal como para ser integral con este ultimo durante su movimiento de traslacion vertical, y un piston 76 montado de manera deslizante en el cilindro 74. El piston 76 tiene un vastago 78 que sobresale hacia abajo desde el cilindro 74 y se extiende a traves de una cavidad cilindrica coaxial 80 formada en el vastago 72 del piston 70 del primer accionador lineal. El segundo miembro 66 de cierre esta fijado al extremo inferior del vastago 78 y, por lo tanto, es integral con el vastago 78 durante su movimiento de traslacion vertical.
De acuerdo con una realizacion, el cuerpo 12 es verticalmente movil de manera como para permitir que se varie la posicion de parada del cono de centrado 28. Preferiblemente, los cuerpos 12 de todos los dispositivos 10 de llenado de los que esta provista la maquina estan montados sobre una misma pestana 86 de soporte que puede moverse verticalmente.
Preferiblemente, el conjunto 32 de valvula de cada dispositivo 10 de llenado esta fijado directa o indirectamente al cuerpo 12 del respectivo dispositivo como para moverse verticalmente junto con este ultimo. En el caso en el que esta presente la pestana 86 de soporte antes mencionada, los conjuntos 32 de valvula de todos los dispositivos 10 de llenado de la maquina se montaran preferiblemente tambien sobre esta pestana.
El funcionamiento del dispositivo 10 de llenado en caso de llenar una botella con un vino espumoso se describira ahora.
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En primer lugar, la botella que se va a llenar se eleva por medio de un piston neumatico (no mostrado) para ser presionada contra el miembro 30 de sellado del cono 28 de centrado hasta que el cono 30 de centrado entra en contacto contra el lado inferior del cuerpo 12, de manera que proporcione un sellado perfecto entre cuerpo y botella para contener la presion de llenado. El sensor 60 de proximidad detecta la presencia de la botella debajo del dispositivo 10 de llenado e inicia el proceso de llenado.
La valvula accionada neumaticamente 34a es entonces activada para conectar el interior de la botella con un circuito 82a de vacio y asi iniciar una etapa de desaireacion, durante la cual el aire contenido dentro de la botella es expulsado de la misma. Una vez que se ha completado la etapa de desaireacion, la valvula accionada neumaticamente 34a se activa para cerrar el circuito 82a de vacio.
Esto es seguido de una etapa de compensacion de presion, durante la cual el gas presente en el tanque 16 y el gas presente en la botella se ajustan a la misma presion. Para ello, se activa la valvula accionada neumaticamente 34b para conectar el interior de la botella con la parte superior del tanque 16, es decir, la parte situada por encima del nivel L del liquido, por medio de un circuito 82b. Durante la etapa de compensacion de presion, el sensor 84 de presion mide la presion alcanzada dentro de la botella. En el caso de rotura o ruptura del frasco, el sensor 84 de presion indica que no se ha alcanzado la presion de compensacion y la maquina interrumpe el ciclo de llenado. Una vez completada la etapa de compensacion de presion, se activa la valvula accionada neumaticamente 34b para cerrar el circuito 82b.
Entonces se lleva a cabo una etapa de sobrepresion, durante la cual se crea una cierta sobrepresion en la botella. Para ello, se activa la valvula accionada neumaticamente 34c para abrir un circuito 82c a traves del cual se lleva el interior de la botella a una presion ligeramente superior (por ejemplo, aproximadamente 0,2 bares mayor) que la presion presente en el tanque. A continuacion, la valvula accionada neumaticamente 34c se cierra y el segundo miembro 66 de cierre se eleva por medio del segundo cilindro neumatico (cilindro 74 y piston 76) como para conectar el tubo interior 26 con la parte del tanque 16 por encima del nivel L del liquido contenido en el mismo. Debido al efecto de la sobrepresion existente en el interior de la botella, cualquier gotita de liquido que queda en la pared interior del tubo interior 26 es propulsada al interior del tanque 16. De este modo, se impide que estas gotitas caigan dentro de la botella y, por lo tanto la posible formacion de espuma. La etapa de sobrepresion puede omitirse si no existen condiciones de formacion de espuma.
En este punto se realiza una etapa de llenado, durante la cual el liquido contenido en el tanque 16 se introduce en la botella hasta un nivel predeterminado. Para ello se hace funcionar el primer cilindro neumatico (cilindro 68 y piston 70) para provocar el desplazamiento del conjunto formado por el tubo interior 26 y por el primer miembro 36 de cierre en la posicion bajada y por lo tanto permitir que el liquido caiga por gravedad desde el tanque 16 a la botella a traves del conducto anular 44. Durante la etapa de llenado, mientras el liquido llena gradualmente la botella, el gas ya presente en la botella regresa al tanque 16 a traves del orificio 52 y el tubo interior 26. La etapa de llenado termina cuando el liquido en la botella alcanza un nivel tal que obstruye el orificio 52 provisto en el primer miembro 36 de cierre. Se observara a este respecto que en el dispositivo 10 de llenado de acuerdo con la invencion el nivel final del liquido en la botella esta definido por el hundimiento del primer miembro 36 de cierre dentro de la botella. Por lo tanto, para variar el nivel de llenado es suficiente variar la posicion del cuerpo 12. Esta posicion define de hecho la posicion de parada del cono 28 de centrado cuando la botella es empujada hacia arriba contra dicho cono de centrado al comienzo del ciclo de llenado, y por lo tanto una variacion en esta posicion da como resultado una variacion correspondiente en la posicion relativa del primer miembro 36 de cierre con respecto a la botella. Dado que el cuerpo 12 esta preferiblemente montado en la pestana 86 de soporte, que es comun a todos los dispositivos de llenado de la maquina, el ajuste del nivel de llenado se realiza simultaneamente para todos los dispositivos de llenado presentes en la maquina. Ademas, el ajuste del nivel de llenado puede llevarse a cabo mientras la maquina esta en funcionamiento.
Una vez alcanzado el nivel de llenado predefinido, se acciona el primer cilindro neumatico 68, 70 para provocar el desplazamiento del conjunto formado por el tubo interior 26 y el primer miembro 36 de cierre en la posicion elevada, para cerrar el conducto anular 44 en la parte inferior. En este punto se realiza una etapa de vaciado, durante la cual el liquido presente en el tubo interior 26 es transportado nuevamente dentro del tanque 16. Para ello, la valvula neumaticamente accionada 34c se abre y por medio del circuito 82c crea una presion dentro de la botella ligeramente superior a la presion presente en el tanque (aproximadamente 0,2 bares mayor) como para propulsar el liquido presente en el tubo interior 26 al tanque 16. Una vez completada la etapa de vaciado, se acciona el segundo cilindro neumatico 74, 76 para provocar la bajada del segundo miembro 66 de cierre y por tanto el cierre del tubo interior 26 tambien en su extremo superior.
Finalmente, se lleva a cabo una etapa de desgasificacion, durante la cual se abre y cierra sucesivamente la valvula neumaticamente accionada 34d, poniendo alternativamente el interior de la botella en comunicacion con un circuito 82d que esta a presion atmosferica para eliminar gradualmente la presion presente en la botella y por lo tanto limitar la formacion de espuma.
Las ventajas alcanzadas por un dispositivo de llenado de acuerdo con la realizacion descrita anteriormente con
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referenda a las figuras 2 y 3 son evidentes
Antes de nada, debido al hecho de que el primer miembro de cierre con un miembro de sellado que abre/cierra el area de paso de flujo para el liquido desde el tanque hasta la botella esta provisto en el extremo inferior del tubo interior y coopera con el extremo inferior del tubo exterior, el cierre del paso de flujo de liquido se produce en las proximidades del orificio a traves del cual el tubo interior se comunica con el interior de la botella, haciendo posible asi obtener una mayor precision del nivel de llenado y por lo tanto evitar tener que llevar a cabo la etapa de llenado, lo cual es en cambio necesario en el caso de los dispositivo de llenado conocidos, tal como el que es de acuerdo con la figura 1, y lo cual implica el riesgo de contaminacion del liquido contenido en el tanque por el liquido que es transportado de regreso desde el dispositivo de llenado adentro del tanque.
Ademas, debido a la presencia, en el cuerpo de cada dispositivo de llenado, de un sensor de presion para medir la presion alcanzada dentro de la botella, es posible controlar la apertura y el cierre de los miembros de cierre sin necesidad de muelles, dando como resultado un dispositivo que es menos complejo desde un punto de vista constructivo y funcional y mas facil de lavar y esterilizar.
Ademas, debido al hecho de que el cuerpo del dispositivo de llenado puede moverse verticalmente con respecto al tanque de la maquina de llenado -y el nivel de llenado puede ser ajustado por lo tanto simplemente variando la posicion vertical del cuerpo, en lugar de variando la posicion vertical del tubo interior del dispositivo de llenado-, el dispositivo es mucho mas simple desde un punto de vista constructivo y funcional.
Ademas, mientras que, en los dispositivos de llenado conocidos, la duracion respectiva de las etapas de desaireacion, nivelacion y desgasificacion se determina por los perfiles de las levas que accionan las valvulas y, por tanto, una vez definidos estos perfiles, son fijas, con el llenado de acuerdo con la presente invencion, debido al hecho de que las valvulas son valvulas accionadas neumaticamente, es posible en cambio variar la duracion de cada etapa modificando el programa de control que controla la apertura y el cierre de estas valvulas.
Ademas, mientras que, en las maquinas de llenado conocidas, las valvulas asociadas con cada dispositivo de llenado estan situadas en parte en las proximidades del cuerpo del dispositivo de llenado y parcialmente por encima del tanque, lo que da lugar a problemas de tamano obvios, en el dispositivo de llenado de acuerdo con la presente invencion todas las valvulas del conjunto de valvula, junto con los conductos asociados, estan montadas sobre la pestana de soporte sobre la que tambien esta montado el cuerpo del dispositivo de llenado y, por lo tanto, estan situadas en las proximidades del cuello de la botella durante el ciclo de llenado, permitiendo asi una reduccion de los volumenes de los conductos implicados durante las diversas etapas del ciclo de llenado.
En las figuras 4 y 5 se muestra un dispositivo de llenado para maquinas de llenado de acuerdo con una realizacion adicional de la presente invencion. El dispositivo de llenado de acuerdo con esta realizacion adicional tiene una estructura y un funcionamiento basicamente similares a los del dispositivo de llenado segun la realizacion descrita anteriormente con referencia a las figuras 2 y 3. Por lo tanto, por razones de brevedad, solo se describiran las caracteristicas del dispositivo de llenado segun las figuras 4 y 5 que son diferentes de las del dispositivo de llenado segun las figuras 2 y 3, siendo aplicable la descripcion proporcionada anteriormente del dispositivo de llenado de acuerdo con las figuras 2 y 3 en lo que respecta a las caracteristicas restantes.
Con referencia a las figuras 4 y 5, en las que se han asignado los mismos numeros de referencia a partes y elementos identicos o correspondientes a los mostrados en las figuras 2 y 3, de acuerdo con esta realizacion adicional de la presente invencion, el segundo miembro 66 de seguridad del dispositivo 10 de llenado esta dispuesto en las proximidades del extremo inferior del tubo interior 26, en lugar de en las proximidades del extremo superior de el. Con este fin, el vastago 78 del piston 76 esta provisto de una extension formada por una varilla 88 provista en su extremo inferior del segundo miembro 66 de cierre. La varilla 88 se extiende dentro del tubo interior 26, coaxialmente con el, y tiene un diametro externo que es menor que el diametro interior de este tubo, de manera que se define un conducto anular 90 entre la varilla 88 y el tubo interior 26 (figura 5). La varilla 88, que esta fijada al vastago 78 del piston 76, es por lo tanto susceptible de deslizarse libremente dentro del tubo interior 26 y asi accionar el segundo miembro 66 de cierre, que esta provisto de un miembro 92 de sellado configurado para realizar un sellado estanco a los fluidos del conducto anular 90, como para controlar la apertura/cierre del conducto anular 90 y por tanto del tubo interior 26.
De acuerdo con la realizacion de las figuras 4 y 5, en la que tanto el primer miembro 36 de cierre como el segundo miembro 66 de cierre estan dispuestos en las proximidades del extremo inferior del tubo interior 26, el primer miembro 36 de cierre tiene un asiento conico 94 con el que el miembro 92 de sellado dispuesto en el segundo miembro 66 de cierre esta configurado para cooperar.
Como ya se ha mencionado anteriormente, debido a esta disposicion del segundo miembro de cierre en las proximidades del extremo inferior del tubo interior, el dispositivo de llenado puede asegurar un alto grado de precision del nivel de llenado sin necesidad de llevar a cabo una etapa para vaciar el tubo interior a traves del cual, en los dispositivos de llenado conocidos, el liquido presente en el tubo interior es transportado de regreso adentro del tanque.
Ademas, con tal dispositivo de llenado es posible llevar a cabo, de manera mas eficaz en comparacion con la tecnica anterior, la etapa de desgasificacion (es decir, la etapa del ciclo de llenado en la que el interior de la botella se pone en comunicacion alternamente con la presion atmosferica para eliminar gradualmente la presion presente dentro de 5 la botella y por lo tanto limitar la formacion de espuma) sobre productos dificiles tales como vino espumoso, cerveza, etc., debido al hecho de que la disposicion del segundo miembro de cierre en el extremo inferior del tubo interior permite que el volumen de gas contenido en el tubo interior sea excluido de la etapa de desgasificacion, con el resultado de que el volumen de gas a desgasificar es aproximadamente la mitad del de los dispositivos de llenado convencionales en los que el segundo miembro de cierre esta situado en el extremo superior del tubo interior.
10
Naturalmente, manteniendose sin cambios el principio de la invencion, las realizaciones y los detalles constructivos pueden ser modificados enormemente con respecto a los descritos e ilustrados puramente a modo de ejemplo no limitativo, sin por ello salir del alcance de la invencion como se define en las reivindicaciones que se acompanan.

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. - Dispositivo (10) de llenado para maquinas de llenado isobaricas para llenar botellas con liquidos alimentarios, tales como en particular vino espumoso y cerveza, comprendiendo el dispositivo (10) de llenado:
    un cuerpo (12) que tiene una cavidad interior (18) que se extiende verticalmente a traves de dicho cuerpo (12);
    caracterizado porque:
    un tubo exterior (24), que esta fijado en la parte superior a una pared inferior (14) de un tanque (16) de la maquina destinado a contener el liquido con el que se van a llenar las botellas, se extiende a traves de la cavidad interior (18) del cuerpo (12) y sobresale hacia abajo con relacion al cuerpo (12);
    un tubo interior (26), que esta dispuesto coaxialmente con el tubo exterior (24), es movil con respecto al tubo exterior (24) y se extiende con una porcion inferior del mismo dentro del tubo exterior (24) y sobresale hacia arriba con relacion al tubo exterior (24), como para alcanzar con su extremo superior, en el estado montado del dispositivo (10) de llenado en la maquina, un nivel mas alto que el nivel (L) del liquido contenido en el tanque (16), definiendo el tubo exterior (24) y el tubo interior (26) un conducto anular (44) que se extiende hasta el extremo inferior del tubo exterior (24) y a traves del cual el liquido contenido en el tanque (16) puede fluir hacia fuera hacia abajo para llenar una botella;
    un cono (28) de centrado que esta dispuesto coaxialmente con el tubo exterior (24) y el tubo interior (26) y esta configurado para sellar contra el extremo superior del cuello de la botella a llenar;
    un primer miembro (36) de cierre que esta dispuesto como para ser movil verticalmente y esta configurado para sellar el primer conducto anular (44);
    un segundo miembro (66) de cierre que esta dispuesto como para ser movil verticalmente y esta configurado para sellar el tubo interior (26); y
    una unidad (62) de accionamiento configurada para controlar el movimiento vertical del primer miembro (36) de cierre y el segundo miembro (66) de cierre;
    en el que el primer miembro (36) de cierre esta dispuesto cerca del extremo inferior del tubo interior (26) y coopera con el extremo inferior del tubo exterior (24) como para abrir/cerrar el conducto anular (44) en la parte inferior.
  2. 2. - Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el primer miembro (36) de cierre esta fijado al tubo interior (26) y en el que el conjunto formado por el tubo interior (26) y por el primer miembro (36) de cierre es verticalmente movil entre una primera posicion, en la que abre el conducto anular (44) en la parte inferior como para permitir que el liquido contenido en el tanque (16) fluya hacia fuera hacia abajo y llene la botella, y una segunda posicion, en la que cierra el conducto anular (44) en la parte inferior, impidiendo asi que el liquido fluya hacia fuera del conducto anular (44).
  3. 3. - Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que la unidad (62) de accionamiento esta asociada operativamente con el extremo superior del tubo interior (26) para controlar el movimiento vertical de este ultimo, asi como el del primer miembro (36) de cierre, entre la primera posicion y la segunda posicion, y para controlar el flujo de gas a traves del tubo interior (26).
  4. 4. - Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 2 o la reivindicacion 3, en el que la primera posicion del conjunto formado por el tubo interior (26) y por el primer miembro (36) de cierre esta a una altura inferior a la segunda posicion y en el que el primer miembro (36) de cierre esta provisto de un miembro (38) de sellado configurado para cerrar de manera estanca a los fluidos el conducto anular y tiene, por debajo del miembro (38) de sellado, un orificio (52) a traves del cual el tubo interior (26) esta en comunicacion con el exterior.
  5. 5. - Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas un sensor (84) de presion para medir la presion alcanzada dentro de la botella, por lo que el dispositivo (10) es sin muelles.
  6. 6. - Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el segundo miembro (66) de cierre esta dispuesto cerca del extremo inferior del tubo interior (26) como para abrir/cerrar el tubo interior (26) en la parte inferior.
  7. 7. - Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que el segundo miembro (66) de cierre esta provisto en el extremo inferior de una varilla deslizante (88) que se extiende dentro del tubo interior (26), coaxialmente con este, y define con el tubo inferior (26) un segundo conducto anular (90), y en el que la unidad (62) de accionamiento esta disenada para controlar el movimiento vertical de la varilla deslizante (88) junto con el del segundo miembro (66) de cierre.
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  8. 8. - Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 6 o la reivindicacion 7, en el que el primer miembro (36) de cierre tiene un asiento conico (94) y en el que el segundo miembro (66) de cierre esta provisto de un miembro (92) de sellado configurado para cooperar con el asiento conico (94).
  9. 9. - Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad (62) de
    accionamiento comprende un primer accionador lineal (68, 70) para controlar el movimiento vertical del primer miembro (36) de cierre y un segundo accionador lineal (74, 76) para controlar el movimiento vertical del segundo
    miembro (66) de cierre, estando montados en serie entre si el primer accionador lineal (68, 70) y el segundo
    accionador lineal (74, 76).
  10. 10. - Maquina de llenado isobarico para llenar botellas con liquidos alimentarios, tales como en particular vino y
    cerveza, que comprende un tanque (16) para contener el liquido alimentario a embotellar y una pluralidad de
    dispositivos (10) de llenado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el tubo interior (26) de cada dispositivo (10) de llenado se extiende dentro del tanque (16) a traves de un respectivo orificio (22) dispuesto en una pared inferior (14) del tanque (16), y en la que el cuerpo (12) de cada dispositivo (10) de llenado es movil verticalmente con respecto al tanque (16).
  11. 11. - Maquina de llenado de acuerdo con la reivindicacion 10, que comprende ademas una pestana (86) de soporte, movil verticalmente, en la que esta montado el cuerpo (12) de cada dispositivo (10) de llenado.
  12. 12. Maquina de acuerdo con la reivindicacion 10 o la reivindicacion 11, en la que cada dispositivo (10) de llenado incluye ademas un conjunto (32) de valvula que comprende una pluralidad de valvulas accionadas neumaticamente (34a, 34b, 34c, 34d) configuradas para iniciar y parar las etapas de desaireacion, compensacion de presion, sobrepresion y desgasificacion estipuladas por el ciclo de llenado de botellas.
  13. 13. Maquina de acuerdo con la reivindicacion 12, en la que el conjunto (32) de valvula de cada dispositivo (10) de llenado es verticalmente movil con respecto al tanque (16) integralmente con el cuerpo (12) del respectivo dispositivo (10) de llenado.
  14. 14. Maquina de acuerdo con la reivindicacion 11 y la reivindicacion 13, en la que tanto el cuerpo (12) como el conjunto (32) de valvula de cada dispositivo (10) de llenado estan montados sobre la pestana (86) de soporte.
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