ES2845201T3

ES2845201T3 - Máquina de llenado rotatoria

Info

Publication number: ES2845201T3
Application number: ES18175637T
Authority: ES
Inventors: Gerald A Carpino; Peter T Carpino
Original assignee: Promach Filling Systems LLC
Current assignee: Pacific Packaging Machinery LLC
Priority date: 2017-06-06
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2021-07-26
Anticipated expiration: 2038-06-01
Also published as: EP3412624A1; US10919750B2; CN108996454A; CN108996454B; EP3412624B1; US20180346306A1; CA3007244C; MX2018006812A; CA3007244A1

Abstract

Una máquina de llenado rotatoria (310), que comprende: un elemento de cubo (218; 318) que incluye un primer extremo (320), un segundo extremo (322) y una perforación interna (324) que se extiende desde el primer extremo hacia el segundo extremo, definiendo la perforación interna una porción de superficie interior (360) con una pluralidad de aberturas de transferencia de material (262; 362) de forma y tamaño comunes; una pieza de inserción de cubo (226; 326) que tiene un primer extremo (328) y un segundo extremo (330), al menos parte de la pieza de inserción de cubo dispuesta dentro de la perforación, en donde la parte de la pieza de inserción de cubo incluye una pared lateral externa (364) que define una porción de superficie exterior (366) que incluye una pluralidad de aberturas de transferencia de material (368) de forma y tamaño comunes; en donde uno del elemento de cubo o la pieza de inserción de cubo es giratoria y el otro del elemento de cubo o la pieza de inserción de cubo es estacionaria; en donde la porción de superficie interior y la porción de superficie exterior están en una relación axialmente alineadas y de acoplamiento tal que la rotación del uno del elemento de cubo o de la pieza de inserción de cubo provoca un movimiento secuencial relativo dentro y fuera de la alineación de transferencia de fluido entre cada una de las aberturas de transferencia material del elemento de cubo y cada una de las aberturas de transferencia de material de la pieza de inserción de cubo; una pluralidad de boquillas de llenado (340), en donde cada abertura de transferencia de material del uno del elemento de cubo o la pieza de inserción de cubo alimenta material a una de las boquillas de llenado respectivas, en donde las boquillas de llenado giran con el uno del elemento de cubo o la pieza de inserción de cubo; caracterizada por que: las aberturas de transferencia de material del uno del elemento de cubo o de la pieza de inserción de cubo están espaciadas circunferencialmente de manera uniforme para proporcionar una separación angular circunferencial uniforme de centro a centro entre las aberturas de transferencia de material; y una extensión angular circunferencial de cada abertura de transferencia de material de la otra del elemento de cubo o de la pieza de inserción de cubo se ajusta para que coincida con la separación angular circunferencial de centro a centro de las aberturas de transferencia de material del elemento de cubo o la pieza de inserción.

Description

DESCRIPCIÓN

Máquina de llenado rotatoria

Campo técnico

Esta solicitud se refiere en general a máquinas de llenado, más específicamente, a una máquina de llenado rotatoria tal como las que se utilizan para llenar botellas, latas u otros recipientes con líquidos u otros materiales fluidos. Antecedentes

Las máquinas de llenado con colector rotatorio utilizan comúnmente una placa divisoria de flujo estacionaria encima de una placa de cabeza de llenado giratoria, con una superficie plana inferior de la placa divisoria de flujo que se acopla a una superficie plana superior de la placa de cabeza de llenado. La placa divisoria de flujo incluye múltiples aberturas o rebajes de zona de llenado en la superficie inferior y la placa de cabeza de llenado incluye múltiples puertos de llenado en la superficie superior. A medida que la placa de cabeza de llenado gira, los puertos de llenado se mueven secuencialmente dentro y fuera de alineación con las aberturas de zona de llenado a medida que se llenan los recipientes. Cada puerto de llenado conduce a una boquilla de llenado que se alinea con la abertura de recipiente para el llenado, con el recipiente, la boquilla y la placa de cabeza de llenado que gira de manera sincrónica durante el llenado. La placa contra la disposición de llenado rotatoria de placa puede ser difícil de sellar eficazmente, y también es difícil de limpiar. El documento GB557590 divulga una máquina de llenado según el preámbulo según la reivindicación 1 con un dispensador de fluido rotatorio y el documento WO2012150513 también divulga un dispensador de fluido rotatorio.

Sería deseable proporcionar una máquina de llenado rotatoria capaz de un sellado más eficaz y/o una limpieza y un mantenimiento reducidos.

Sumario

En un aspecto, una máquina de llenado rotatoria incluye un elemento de cubo y una pieza de inserción de cubo. El elemento de cubo incluye un primer extremo, un segundo extremo y una perforación interna que define una porción de superficie interior con una pluralidad de aberturas de transferencia de material de forma y tamaño comunes. La pieza de inserción de cubo incluye un primer extremo y un segundo extremo, al menos parte de la pieza de inserción de cubo colocada dentro de la perforación, en la que la parte de la pieza de inserción de cubo incluye una pared lateral externa que define una porción de superficie exterior que incluye una pluralidad de aberturas de transferencia de material de forma y tamaño comunes. Uno del elemento de cubo o la pieza de inserción de cubo es giratoria y el otro del elemento de cubo o la pieza de inserción de cubo es estacionaria. La porción de superficie interior y la porción de superficie exterior están en una relación axialmente alineadas y de acoplamiento, tal que la rotación del uno del elemento de cubo o de la pieza de inserción de cubo provoca un movimiento secuencial relativo dentro y fuera de la alineación de transferencia de fluido entre cada una de las aberturas de transferencia de material del elemento de cubo y cada una de las aberturas de transferencia de material de la pieza de inserción de cubo. La máquina comprende además una pluralidad de boquillas de llenado, en la que cada abertura de transferencia de material del uno del elemento de cubo o de la pieza de inserción de cubo alimenta material a una de las boquillas de llenado respectivas, en la que las boquillas de llenado giran con la una del elemento de cubo o la pieza de inserción de cubo. Las aberturas de transferencia de material del uno del elemento de cubo o de la pieza de inserción de cubo están espaciadas circunferencialmente de manera uniforme para proporcionar una separación angular circunferencial de centro a centro uniforme entre las aberturas de transferencia de material. Una extensión angular circunferencial de cada abertura de transferencia de material de la otra del elemento de cubo o de la pieza de inserción de cubo se ajusta para que coincida con la separación angular circunferencial de centro a centro de las aberturas de transferencia de material del uno del elemento de cubo o la pieza de inserción.

También se describe una máquina de llenado rotatoria que incluye un elemento de cubo que incluye un primer extremo, un segundo extremo y una perforación interna que se extiende desde el primer extremo hacia el segundo extremo, definiendo la perforación interna una porción de superficie interior con una pluralidad de aberturas de transferencia de material. Una pieza de inserción de cubo tiene un primer extremo y un segundo extremo, al menos parte de la pieza de inserción de cubo colocada dentro de la perforación, en la que la parte de la pieza de inserción de cubo incluye una pared lateral externa que define una porción de superficie exterior que incluye una pluralidad de aberturas de transferencia de material. Uno del elemento de cubo o la pieza de inserción de cubo es giratoria y el otro del elemento de cubo o la pieza de inserción de cubo es estacionaria. La porción de superficie interior y la porción de superficie exterior están en una relación axialmente alineadas y de acoplamiento, tal que la rotación del elemento de cubo o la pieza de inserción de cubo provoca un movimiento secuencial relativo dentro y fuera de la alineación de transferencia de fluido entre cada una de las aberturas de transferencia de material del elemento de cubo y cada una de las aberturas de transferencia de material de la pieza de inserción de cubo.

En una máquina típica del tipo anterior, una pluralidad de boquillas de llenado, en la que cada abertura de transferencia de material del uno del elemento de cubo o la pieza de inserción de cubo alimenta material a una de las boquillas de llenado respectivas, en la que las boquillas de llenado giran con el uno del elemento de cubo o pieza de inserción de cubo.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una representación en perspectiva parcial de una máquina de llenado rotatoria;

la figura 2 es un alzado lateral de la máquina de llenado rotatoria;

la figura 3A muestra una vista en perspectiva de un cubo y una pieza de inserción de cubo de la máquina de llenado rotatoria;

la figura 3B muestra una vista en perspectiva de la pieza de inserción de cubo;

la figura 3C muestra una vista en perspectiva del cubo;

la figura 4 muestra una sección transversal del cubo y la pieza de inserción de cubo a lo largo de un plano vertical;

la figura 5 muestra otra sección transversal del cubo y la pieza de inserción de cubo a lo largo de un plano horizontal;

la figura 6 muestra una representación esquemática de otra realización de una máquina de llenado rotatoria; la figura 7 muestra un alzado lateral de un cubo y una pieza de inserción de cubo de la máquina de llenado rotatoria de la figura 6;

la figura 8 muestra una sección transversal del cubo y la pieza de inserción de cubo de la figura 7 a lo largo de un plano vertical;

la figura 9 muestra otra sección transversal del cubo y la pieza de inserción de cubo de la figura 7 a lo largo de otro plano vertical;

la figura 10 muestra otra sección transversal del cubo y la pieza de inserción de cubo de la figura 7 a lo largo de un plano horizontal;

la figura 11 es una vista en sección transversal de otra realización de un elemento de cubo y un conjunto de pieza de inserción de cubo; y

las figuras 12 y 13 son vistas en sección transversal de otra realización de un elemento de cubo y un conjunto de pieza de inserción de cubo.

Descripción detallada

En las figuras 1 y 2 se muestra una realización de una máquina de llenado rotatoria 310 e incluye un depósito de producto 312 que contiene líquido u otro material fluido y una bomba 314 para alimentar el material fluido al conjunto de llenado 316 a lo largo de la vía de flujo 317. El conjunto de llenado incluye un elemento de cubo 318 y una pieza de inserción de cubo 326, detalles que se muestran en las figuras 3A-3C y 4-5. El elemento de cubo incluye un extremo superior 320, un extremo inferior 322 y una perforación interna 324 que se extiende desde el extremo superior hacia el extremo inferior. La pieza de inserción de cubo 326 tiene un extremo superior 328 y un extremo inferior 330, y al menos parte de la pieza de inserción de cubo (por ejemplo, aquí la parte inferior) está colocada dentro de la perforación 324. El elemento de cubo 318 es giratorio (por ejemplo, a través de un árbol 332 y acoplamiento 334) y la pieza de inserción de cubo 326 está estacionaria. A medida que el elemento de cubo 318 gira, el material fluido se bombea a una entrada 336 de la pieza de inserción de cubo 326 y se entrega secuencialmente a las salidas de alimentación 338 del elemento de cubo, que a su vez están conectadas por vías de flujo 339 para proporcionar flujo a las boquillas de llenado 340 respectivas, que también giran con el elemento de cubo 318, al igual que la placa estabilizadora de la boquilla de llenado 341. Las boquillas de llenado 340 tienen aberturas de salida inferiores para entregar el material fluido a los recipientes respectivos (no mostrados). Normalmente, los recipientes también giran sincrónicamente con el elemento de cubo 318 durante el llenado mediante un sistema de transporte de recipientes. En algunos casos, el sistema de transporte de recipientes incluye soportes/apoyos de recipientes que suben y bajan los recipientes en relación con los extremos de salida inferiores de las boquillas 340 durante las operaciones de llenado para lograr un llenado de abajo hacia arriba de los recipientes. En otros casos, los extremos inferiores de las boquillas de llenado 340 pueden posicionarse simplemente en la abertura superior de los recipientes para el llenado, en cuyo caso no es necesario subir y bajar los recipientes durante el llenado real.

Las figuras 3A-3C y 4-5 muestran una realización detallada del elemento de cubo 318 y la pieza de inserción de cubo 326. La pieza de inserción de cubo 326 incluye una entrada de material 336 y el elemento de cubo 318 incluye seis salidas de alimentación 338. Aquí, la entrada de material 336 y las salidas de alimentación están definidas en parte por accesorios roscados de asiento biselado. Se reconoce que el número y tamaño de las entradas y salidas pueden variar.

La perforación interna 324 del elemento de cubo define una porción de superficie interior 360 con múltiples (aquí seis) aberturas de transferencia de material 362, una para cada salida de alimentación 338. La pieza de inserción de cubo 326 incluye una pared lateral externa 364 que define una porción de superficie exterior 366 que incluye múltiples (aquí dos) aberturas de transferencia de material 368. La entrada de material 336 alimenta ambas aberturas de transferencia 368 a través de un pasaje de flujo 379 principal que se extiende verticalmente que se conecta con dos pasajes de flujo laterales 380, donde cada pasaje de flujo lateral corre a uno respectivo de las aberturas de transferencia 368. Notablemente, las aberturas de transferencia 368 se ensanchan circunferencialmente para formar cavidades de transferencia que tienen un borde de entrada 367 y un borde de salida 369 que está sustancialmente orientado verticalmente, donde cada abertura/cavidad 368 es idéntica en forma y tamaño a la otra. Cada una de las aberturas de transferencia de material 362 es de forma y tamaño idénticos a las otras aberturas de transferencia de material 362.

La porción de superficie interior 360 y la porción de superficie exterior 366 están una relación axialmente alineadas (por ejemplo, a lo largo de un eje vertical 370) y de acoplamiento (por ejemplo, con las porciones de superficie 360 y 366 en estrecha proximidad) de manera que la rotación del elemento de cubo 326 provoca un movimiento secuencial relativo dentro y fuera de la alineación de transferencia de fluido entre cada una de las aberturas de transferencia de material 368 del elemento de cubo y cada una de las aberturas de transferencia de material 362 de la pieza de inserción de cubo. Aquí, ambas porciones de superficie 360 y 366 están configuradas para definir cilindros circulares rectos que corren paralelos al eje de rotación 370, pero las variaciones son posibles.

La perforación 324 define un reborde 372 anular y la porción superior de la pieza de inserción de cubo 326 incluye un diámetro ampliado para definir una superficie anular 374 orientada hacia abajo que se asienta sobre el reborde 372. Esta disposición ayuda a definir la posición axial adecuada de la pieza de inserción de cubo en relación con al elemento de cubo. Se pueden proporcionar un canal de cojinete superior 376 y un canal de cojinete inferior 378 para facilitar la rotación relativa del elemento de cubo con respecto a la pieza de inserción de cubo.

Como se ve en la figura 5, una extensión circunferencial 91 de cada una de las aberturas 368 está definida por los bordes de entrada y salida 367 y 369 de la abertura, y la extensión circunferencial 91 es mayor que la extensión angular circunferencial de cada una de las aberturas 362. Las seis aberturas 362 están espaciadas circunferencialmente de manera uniforme de modo que el ángulo entre el centro circunferencial de una abertura 362 a la siguiente está definido por (360°)/(número de aberturas 362), que aquí es 360°/6 o sesenta grados. La extensión angular circunferencial 9 I se establece para que coincida con la separación angular circunferencial de centro a centro de las aberturas 362, y se proporciona un ligero desplazamiento angular entre las aberturas 368 (por ejemplo, cinco grados o menos, tal como del orden de aproximadamente uno a tres grados). Como resultado, la longitud circunferencial o extensión angular 92 de la porción de superficie exterior 366 que incluye las aberturas 368, cuya extensión define la zona de llenado angular o el rango de zona de llenado circunferencial del conjunto, es ligeramente mayor que la suma de las extensiones circunferenciales 9 I de las aberturas 368.

Uno o más elementos de sellado anulares superiores 382 y uno o más elementos de sellado anulares inferiores 384 están situados entre la porción de superficie interior 360 y la porción de superficie exterior 366 en ubicaciones respectivas por encima y por debajo de la zona de alineación vertical entre las aberturas de transferencia de material del elemento de cubo 362 y las aberturas de transferencia de material de la pieza de inserción de cubo 368. En una realización, los elementos de sellado 382 y 384 pueden formarse como sellos de resorte que se asientan al menos parcialmente dentro de los rebajes de circunscripción la pared de la perforación axial 324. Sin embargo, otros tipos de sellos anulares podrían ser utilizados, y los rebajes de circunscripción podrían formarse en la superficie exterior de la pared de la pieza de inserción de cubo.

En funcionamiento, a medida que gira el cubo 318, cada abertura de transferencia de material del elemento de cubo 362 se mueve secuencialmente más allá de ambas aberturas de transferencia de material de la pieza de inserción de cubo 368 con el fin de llenar un recipiente. Notablemente, basándose en la forma y tamaño comunes de las aberturas de transferencia 368, la forma y tamaño comunes de las aberturas de transferencia 362 y el tamaño de la extensión circunferencial 9 I de cada abertura de transferencia 368 para que coincida con el espacio circunferencial entre las aberturas de transferencia 362, se logra una uniformidad y consistencia del flujo de material en el sistema. En particular, basándose en las dimensiones, la separación y las formas de las aberturas de transferencia 362 y 368 respectivas, cada abertura/cavidad de transferencia 368 está en todo momento alineada con la misma área de flujo total de la(s) abertura(s) de transferencia 362, ya sea que el área de flujo total está compuesto por una única abertura de transferencia 362 o partes de dos aberturas de transferencia 362. Esta característica se puede ver bien en la figura 5, donde se supone una rotación en sentido contrario a las agujas del reloj del elemento de cubo 318 para la siguiente discusión. Aquí, la abertura de transferencia de material 368-1 en el lado izquierdo de la sección transversal está alineada tanto con una parte delantera de la abertura de transferencia de material 362-1 como con una parte trasera de la abertura de transferencia de material 362-2, con el área de flujo total de las partes de las aberturas de transferencia de material 362-1 y 362-2 alineadas con la cavidad 368-1 coinciden con el área de flujo total de una única abertura de transferencia 362. Asimismo, la abertura de transferencia de material 368-2 en el lado derecho de la sección transversal está alineada con una parte delantera de la abertura de transferencia de material 362-2 y una parte trasera de la abertura de transferencia de material 362-3, donde el área de flujo total de las partes de las aberturas de transferencia de material 362-2 y 362-3 que están alineadas con la cavidad 368-2 coincide con el área de flujo total de una única abertura de transferencia 362. Por lo tanto, las aberturas de transferencia de material 368 y las aberturas de transferencia de material 362 se dimensionan, posicionan y forman colectivamente de modo que el tamaño del área de flujo de las aberturas de transferencia 362 que está alineado con cada abertura de transferencia 368 sea siempre sustancialmente la misma. Es decir, un área de flujo de la abertura de transferencia de material del elemento de cubo que está alineada con cada abertura de transferencia de material de la pieza de inserción de cubo es siempre sustancialmente la misma y, aquí, siempre es sustancialmente igual a un área de flujo definida por una configuración de entrada de una única abertura de transferencia de material 362 del elemento de cubo. En la configuración objeto, cada cavidad del estator nunca ve dos aberturas completas del rotor al mismo tiempo.

En la realización anterior de la máquina de llenado rotatoria, las boquillas de llenado 340 no incluyen ningún control de flujo independiente del funcionamiento de la bomba 314 y la alineación o no alineación de cada abertura de transferencia de material 362 con las aberturas de transferencia de material 368. Esta disposición es la más se utiliza a menudo para materiales fluidos más viscosos. Sin embargo, en otras realizaciones, las boquillas de llenado podrían formarse en los extremos inferiores de las cabezas de llenado que proporcionan la capacidad de control independiente del estado abierto o cerrado de la abertura de salida de la boquilla de llenado, lo cual es útil para materiales menos viscosos.

A este respecto, se hace ahora referencia a las figuras 6-10 que muestra otra realización de una máquina de llenado rotatoria 10 que incluye un depósito de producto 12 que contiene líquido u otro material fluido y una bomba 14 para alimentar el material fluido al conjunto de llenado 16. La disposición de llenado incluye un elemento de cubo 18 que incluye un extremo superior 20, un extremo inferior 22 y una perforación interna 24 que se extiende desde el extremo superior hacia el extremo inferior. Una pieza de inserción de cubo 26 tiene un extremo superior 28 y un extremo inferior 30, y al menos parte de la pieza de inserción de cubo (por ejemplo, aquí la parte inferior) está colocada dentro de la perforación 24. El elemento de cubo es giratorio (por ejemplo, a través de un árbol 32 y acoplamiento 34) y la pieza de inserción de cubo está estacionaria. A medida que el elemento de cubo 18 gira, el material fluido se bombea a una o más entradas 36 de la pieza de inserción de cubo 26 y se entrega a las salidas de alimentación 38 del elemento de cubo, que a su vez están conectadas para proporcionar flujo a las cabezas de llenado 40, que también giran con el elemento de cubo 18. Las cabezas de llenado entregan el material fluido en los recipientes 42 respectivos (por ejemplo, aquí botellas) mediante porciones de boquilla 48. Los recipientes 42 también giran sincrónicamente con el elemento de cubo 18 durante el llenado por medio de un sistema de transporte de recipientes 44 que puede incluir soportes/apoyos de recipientes 46 que suben y bajan los recipientes 42 con respecto a los extremos de salida inferiores de las boquillas 48 durante las operaciones de llenado para lograr un llenado de abajo hacia arriba de los recipientes 42. Aquí, el recipiente 42-1 muestra un recipiente en una etapa inicial de llenado sobre un soporte elevado 46 y el recipiente 42-2 muestra un recipiente después de que se completa el llenado y el recipiente 42-2 se ha bajado y transferido a un mecanismo de transporte de recogida 50. Las boquillas 48 pueden incluir mecanismos de cierre internos 52 que se mueven para sellar la abertura de la boquilla una vez que se completa el llenado para evitar goteos.

Las figuras 7-10 muestran una realización detallada del elemento de cubo 18 y la pieza de inserción de cubo 26. La pieza de inserción de cubo 26 incluye dos entradas de material 36 y el elemento de cubo 18 incluye seis salidas de alimentación 38. Aquí, tanto las entradas de material como las salidas de alimentación se definen en parte por accesorios roscados de asiento biselado (por ejemplo, en el caso de las entradas 36, dos accesorios de 7,62 cm de diámetro, y en el caso de las salidas 38, seis accesorios de 5,08 cm de diámetro). Sin embargo, se reconoce que el número y tamaño de las entradas y salidas pueden variar.

La perforación interna 24 del elemento de cubo define una porción de superficie interior 60 con múltiples (aquí seis) aberturas de transferencia de material 62, una para cada salida de alimentación 38. La pieza de inserción de cubo 26 incluye una pared lateral externa 64 que define una porción de superficie exterior 66 que incluye múltiples (aquí dos) aberturas de transferencia de material 68. Aquí, cada entrada de material 36 alimenta una respectiva de las aberturas de transferencia 68 a través de los pasajes de flujo 80 respectivos. Sin embargo, se reconoce que las variaciones son posibles, tal como una única entrada 36 conectada a un pasaje que se divide para formar ambos pasajes de flujo 80.

La porción de superficie interior 60 y la porción de superficie exterior 66 están alineadas axialmente (por ejemplo, a lo largo del eje vertical 70) y coinciden (por ejemplo, con las porciones de superficie 60 y 66 en estrecha proximidad, como un contacto deslizante) tal que la rotación del elemento de cubo 26 provoca un movimiento secuencial relativo dentro y fuera de la alineación de transferencia de fluido entre cada una de las aberturas de transferencia de material del elemento de cubo 62 y cada una de las aberturas de transferencia de material de la pieza de inserción de cubo 68. Aquí, ambas porciones de superficie 60 y 66 están configuradas para definir cilindros circulares rectos, pero las variaciones son posibles. La perforación 24 define un reborde anular 72 y la porción superior de la pieza de inserción de cubo 26 incluye un diámetro ampliado para definir una superficie anular 74 orientada hacia abajo que se asienta sobre el reborde 72. Esta disposición ayuda a definir la posición axial adecuada de la pieza de inserción de cubo en relación con al elemento de cubo. Se pueden proporcionar disposiciones de cojinete superior e inferior 76 y 78 para facilitar la rotación relativa del elemento de cubo con respecto a la pieza de inserción de cubo.

Las extensiones circunferenciales 91 de cada una de las aberturas 68 y la extensión circunferencial general 92 son las mismas que las descritas anteriormente con respecto a la figura 5. También se proporcionan uno o más elementos de sellado anulares superiores 82 y uno o más elementos de sellado anulares inferiores 84.

La pieza de inserción de cubo 26 también está provista de un pasaje pasante 90 de arriba a abajo que facilita la alimentación del cableado eléctrico 92 a través de la pieza de inserción. El cableado eléctrico 92 puede tener el propósito de controlar válvulas de flujo variable (no mostradas) a lo largo de cada uno de los pasajes de flujo 80 de modo que el flujo de material pueda controlarse como se desee. El cableado también se puede utilizar para controlar las cabezas de llenado. Además, la pieza de inserción de cubo puede incluir un puerto de entrada de aire 94 que alimenta a un rebaje anular 96 que está alineado axialmente con los puertos 98 del elemento de cubo con el fin de controlar la apertura y cierre de las cabezas de llenado mediante presión de aire.

En el caso de ambas realizaciones anteriores, se puede proporcionar un controlador 100 (figuras 2 y 6) para asegurar el funcionamiento sincrónico y apropiado de los diversos componentes de la máquina de llenado. En este sentido, como se usa en el presente documento, el término controlador está destinado a abarcar ampliamente cualquier circuito (por ejemplo, estado sólido, circuito integrado de aplicación específica (ASIC), un circuito electrónico, un circuito lógico combinacional, una matriz de puertas programables por campo (FPGA)), procesador(es) (por ejemplo, compartido, dedicado o en grupo, incluido el hardware o software que ejecuta un código), software, firmware y/u otros componentes, o una combinación de algunos o todos los anteriores, que lleva a cabo las funciones de control de la máquina de llenado o las funciones de control de cualquier componente de la misma.

El sistema de llenado rotatorio objeto, que utiliza un elemento de cubo con una pieza de inserción de cubo, proporciona ventajas sobre las disposiciones de tipo placa de la técnica anterior. En particular, se requiere menos mantenimiento, se mejora el sellado y se mejora la capacidad de limpieza (incluida la capacidad de limpiar en su lugar sin desmontar).

Debe entenderse claramente que la descripción anterior está destinada a modo de ilustración y ejemplo únicamente, no destinada a ser tomada a modo de limitación y que son posibles otros cambios y modificaciones.

Por ejemplo, aunque las realizaciones anteriores incluyen porciones de superficie interior 60, 360 y porción de superficie exterior 66, 366 de configuración de cilindro circular recto, son posibles otras configuraciones de porción de superficie, siempre que tales porciones de superficie se acoplen fácilmente y al mismo tiempo permitan una rotación relativa. A este respecto, la figura 11 muestra una realización en la que la porción de superficie de acoplamiento interior 160 del elemento de cubo 118 y la porción de la superficie de acoplamiento exterior 166 de la pieza de inserción del cubo 126 ambas son cónicas para proporcionar configuraciones troncocónicas, que preferentemente tienen un ángulo de inclinación a1 que está desplazado desde el centro vertical y el eje de rotación 170 en no más de 25°, como no más de 20°, como no más de 15°). Una única entrada superior 136 alimenta material a lo largo de un pasaje principal 180 que se divide en dos pasajes 180-1 y 180-2 para alimentar dos aberturas de transferencia de material (no mostradas) de la pieza de inserción de cubo 126. También se muestran los elementos de sellado anulares 182 y 184.

Como otro ejemplo, aunque las realizaciones anteriores contemplan el elemento de cubo como la parte giratoria del conjunto, podría ocurrir lo contrario. A este respecto, se hace referencia a las figuras 12 y 13 que muestran un conjunto en el que el elemento de cubo 218 es estacionario y la pieza de inserción de cubo 226 se hace girar (por ejemplo, a través del árbol 232). Aquí, el elemento de cubo incluye dos aberturas de entrada de material 236 que alimentan material fluido a dos aberturas de transferencia de material 268 respectivas y la pieza de inserción de cubo 226 incluye seis aberturas de transferencia de material 262 que se mueven dentro y fuera de la alineación rotacional con las aberturas 268 durante la rotación de la pieza de inserción de cubo. Cada abertura de transferencia de material 262 alimenta material a una respectiva de las salidas de alimentación 238 en la parte inferior de la pieza de inserción de cubo, con cada salida de alimentación 238 conectada a los tubos/tuberías 225 que alimentan las cabezas de llenado respectivas (no mostradas). También se muestran los elementos de sellado anulares 282 y 284. En otras realizaciones, la pieza de inserción de cubo podría moverse dentro y fuera del elemento de cubo a través del extremo inferior del elemento de cubo y, en tales casos, un reborde anular en la pieza de inserción de cubo podría proporcionar una superficie de apoyo para parte del elemento de cubo.

En cada una de tales realizaciones e implementaciones, la máquina de llenado rotatoria toma una gran cantidad de un producto fluido y lo divide automáticamente en partes iguales simplemente por rotación; pasándolo a través del elemento de cubo y la pieza de inserción de cubo, que funciona como una llenadora volumétrica. La torreta de cubo/pieza de inserción rotatoria se acciona en paso de bloqueo con la bomba de llenado de desplazamiento positivo para tolerancias de llenado precisas (es decir, velocidad de rotación del cubo sincronizada con la velocidad de la bomba, como por el controlador de la máquina con servomotores que accionan el cubo y la bomba). La longitud de cada una de las aberturas de transferencia de material en la parte estacionaria de la combinación de elemento de cubo/pieza de inserción de cubo debe ser exactamente la misma que la separación de centro a centro entre las aberturas de transferencia de material de la parte giratoria de la combinación de elemento de cubo/pieza de inserción de cubo. Por ejemplo, en el caso de un elemento de cubo giratorio con 6 aberturas de transferencia y puertos de salida correspondientes, la separación es 360°/6 = 60°. En tal caso, todas las aberturas de transferencia de material en la pieza de inserción de cubo estacionaria deben tener exactamente 60° de longitud circunferencial con una banda de separación de aproximadamente 1° entre las aberturas de transferencia adyacentes, creando un rango de zona de llenado circunferencial de 121° para un conjunto en el que la pieza de inserción del cubo estacionaria incluye dos aberturas de transferencia. Una abertura de transferencia larga en la pieza de inserción de cubo estacionaria no se puede transferir (dividir) uniformemente si ve múltiples aberturas del cubo giratorio durante un período prolongado de tiempo, por lo que dos aberturas de transferencia completas del elemento de cubo del rotor no deben estar en una abertura de transferencia de la pieza de inserción de cubo del estator al mismo tiempo, como tal, los recipientes se llenarán de manera errática.

Como se indicó anteriormente, el número de aberturas de transferencia puede variar. Por ejemplo, en el caso de un elemento de cubo giratorio con doce aberturas de transferencia y los puertos de salida correspondientes, la separación es 360°/12 = 30°. Si la pieza de inserción de cubo estacionaria incluye seis aberturas de transferencia, la longitud de cada abertura de transferencia será de 30°, con cinco bandas de 1° entre las aberturas, para un rango de zona de llenado circunferencial total de 185° para el conjunto. Tal realización da como resultado un llenado de larga duración que equivale a una alta capacidad para solo 12 estaciones de llenado.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una máquina de llenado rotatoria (310), que comprende:

un elemento de cubo (218; 318) que incluye un primer extremo (320), un segundo extremo (322) y una perforación interna (324) que se extiende desde el primer extremo hacia el segundo extremo, definiendo la perforación interna una porción de superficie interior (360) con una pluralidad de aberturas de transferencia de material (262; 362) de forma y tamaño comunes;

una pieza de inserción de cubo (226; 326) que tiene un primer extremo (328) y un segundo extremo (330), al menos parte de la pieza de inserción de cubo dispuesta dentro de la perforación, en donde la parte de la pieza de inserción de cubo incluye una pared lateral externa (364) que define una porción de superficie exterior (366) que incluye una pluralidad de aberturas de transferencia de material (368) de forma y tamaño comunes;

en donde uno del elemento de cubo o la pieza de inserción de cubo es giratoria y el otro del elemento de cubo o la pieza de inserción de cubo es estacionaria;

en donde la porción de superficie interior y la porción de superficie exterior están en una relación axialmente alineadas y de acoplamiento tal que la rotación del uno del elemento de cubo o de la pieza de inserción de cubo provoca un movimiento secuencial relativo dentro y fuera de la alineación de transferencia de fluido entre cada una de las aberturas de transferencia material del elemento de cubo y cada una de las aberturas de transferencia de material de la pieza de inserción de cubo;

una pluralidad de boquillas de llenado (340), en donde cada abertura de transferencia de material del uno del elemento de cubo o la pieza de inserción de cubo alimenta material a una de las boquillas de llenado respectivas, en donde las boquillas de llenado giran con el uno del elemento de cubo o la pieza de inserción de cubo; caracterizada por que:

las aberturas de transferencia de material del uno del elemento de cubo o de la pieza de inserción de cubo están espaciadas circunferencialmente de manera uniforme para proporcionar una separación angular circunferencial uniforme de centro a centro entre las aberturas de transferencia de material; y

una extensión angular circunferencial de cada abertura de transferencia de material de la otra del elemento de cubo o de la pieza de inserción de cubo se ajusta para que coincida con la separación angular circunferencial de centro a centro de las aberturas de transferencia de material del elemento de cubo o la pieza de inserción.

2. La máquina de llenado rotatoria (310) según la reivindicación 1, en la que:

(i) la porción de superficie exterior (366) tiene una configuración de cilindro circular recto y la porción de superficie interior (360) tiene una configuración de cilindro circular recto; o

(ii) la porción de superficie exterior tiene una configuración troncocónica y la porción de superficie interior tiene una configuración troncocónica.

3. La máquina de llenado rotatoria (310) según cualquier reivindicación anterior, en la que las aberturas de transferencia de material (262; 362) del elemento de cubo (218; 318) y las aberturas de transferencia de material (368) de la pieza de inserción de cubo (226; 326) están dimensionadas, posicionadas y conformadas colectivamente tal que, durante la rotación relativa entre el elemento de cubo y la pieza de inserción de cubo, un área de flujo de la abertura de transferencia de material del elemento de cubo que está alineada con cada abertura de transferencia de material de la pieza de inserción de cubo es siempre sustancialmente la misma.

4. La máquina de llenado rotatoria (310) según cualquier reivindicación anterior, en la que la pieza de inserción de cubo (326) es estacionaria y el elemento de cubo (318) es giratorio.

5. La máquina de llenado rotatoria (310) según la reivindicación 4, en la que el primer extremo del elemento de cubo (318) es un extremo superior (320) y la perforación (324) se extiende hacia abajo, la pieza de inserción de cubo (326) se asienta dentro de la perforación y está soportada por un reborde (372) en el elemento de cubo.

6. La máquina de llenado rotatoria (310) según la reivindicación 5, en la que se proporciona una disposición de cojinete en el reborde (372).

7. La máquina de llenado rotatoria (310) según la reivindicación 4, en la que la pieza de inserción de cubo (326) incluye al menos una abertura de entrada de material (336) y uno o más pasajes (379, 380) para entregar material fluido desde el al menos una abertura de entrada de material a las aberturas de transferencia de material (368) de la pieza de inserción de cubo.

8. La máquina de llenado rotatoria (310) según la reivindicación 4, en la que:

un primer elemento de sellado (382) está situado entre la porción de superficie interior (360) y la porción de superficie exterior (366) en una ubicación por encima de una zona de alineación entre las aberturas de transferencia de material (362) del elemento de cubo (318) y las aberturas de transferencia de material (368) de la pieza de inserción de cubo (326), y

un segundo elemento de sellado (384) está situado entre la porción de superficie interior y la porción de superficie exterior en una ubicación por debajo de la zona de alineación.

9. La máquina de llenado rotatoria (310) según la reivindicación 8, en la que el primer elemento de sellado (382) se asienta al menos parcialmente dentro de un primer rebaje de circunscripción en una de la porción de superficie interior (360) o la porción de superficie exterior (366) y el segundo elemento de sellado (384) se asienta al menos parcialmente dentro de un segundo rebaje de circunscripción en una de la porción de superficie interior o la porción de superficie exterior.

10. La máquina de llenado rotatoria según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el elemento de cubo (218) es estacionario y la pieza de inserción de cubo (226) es giratoria, y la perforación define un reborde que soporta el elemento de cubo en la pieza de inserción de cubo.

11. La máquina de llenado rotatoria según la reivindicación 10, en la que el elemento de cubo (218) incluye al menos una abertura de entrada de material (236) y uno o más pasajes para entregar material fluido desde la al menos una abertura de entrada de material a las aberturas de transferencia de material (268) del elemento de cubo.

12. La máquina de llenado rotatoria según la reivindicación 11, en la que:

un primer elemento de sellado (282) está situado entre la porción de superficie interior y la porción de superficie exterior en una ubicación por encima de una zona de alineación entre las aberturas de transferencia de material (268) del elemento de cubo (218) y las aberturas de transferencia de material de la pieza de inserción de cubo (226), y

un segundo elemento de sellado (284) está situado entre la porción de superficie interior y la porción de superficie exterior en una ubicación por debajo de la zona de alineación.

13. La máquina de llenado rotatoria (310) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además: un sistema de transporte de recipientes que mueve recipientes sincrónicamente con las boquillas de llenado (340).

14. La máquina de llenado rotatoria (310) según la reivindicación 13, en la que el sistema de transporte de recipientes incluye una pluralidad de soportes de recipientes que suben y bajan los recipientes en relación con las boquillas de llenado (340) durante las operaciones de llenado para lograr un llenado de abajo hacia arriba de los recipientes.