ES3058066T3 - Valve assembly for a filling machine with a filling level regulation probe and a filling machine provided with such valve - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un conjunto de válvula (1) para una máquina llenadora y comprende: un conducto de aducción (10) que se extiende a lo largo de un eje de válvula (X) y que es conectable fluídicamente al tanque (110) de dicha máquina llenadora (100) para permitir la entrada de dicho líquido desde el tanque (110) al recipiente (B) a llenar a través de una boca de descarga (10a); un obturador (20) adecuado para regular la entrada de dicho líquido en dicho recipiente (B), obturador que está colocado de forma móvil dentro de dicho conducto de aducción (10) para ser movido a lo largo del eje de la válvula (X) entre una posición de cierre y una o más posiciones de apertura; un vástago de control tubular (30) del obturador, que define internamente un conducto que se extiende axialmente a lo largo del eje de la válvula (X); Una sonda (40) para detectar el nivel de llenado del contenedor, con un único punto de detección cerca de la punta, se inserta coaxialmente en el conducto axial definido por el vástago para su desplazamiento entre al menos una posición extraída y una posición retraída. El conjunto de válvula comprende: un primer motor eléctrico (50) conectado cinemáticamente al vástago de control tubular (30) para mover el obturador (20) entre la posición de cierre y una o más posiciones de apertura, y un segundo motor eléctrico (60) conectado cinemáticamente a la sonda (40) para moverlo con respecto al vástago entre la posición extraída y la posición retraída. El primer motor eléctrico (50) y el segundo motor eléctrico (60) se controlan independientemente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Conjunto de válvula para una máquina de llenado con una sonda de regulación del nivel de llenado y una máquina de llenado dotada de dicha válvula

[0003] Campo de aplicación

[0004] La presente invención se refiere a un conjunto de válvula con una sonda de regulación del nivel de llenado y una máquina de llenado dotada de dicha válvula.

[0005] La máquina de llenado según la invención está destinada a su uso en plantas de embotellado industriales para llenar recipientes, tales como, en particular, botellas, con líquidos, en particular del tipo alimentario, tales como, por ejemplo, vinos, bebidas destiladas, licores, etc.

[0006] En más detalle, la máquina de llenado es de tipo giratorio, es decir, con una torreta giratoria equipada con una pluralidad de conjuntos de válvula de llenado, y se utiliza preferiblemente en líneas de embotellado que están aguas abajo de una máquina de aclarado y aguas arriba de una máquina de taponado.

[0007] La máquina de llenado en cuestión puede ser, indistintamente, del tipo de gravedad, bajo una ligera presión negativa o bien bajo presión (para el llenado de líquidos gaseosos, comúnmente denominados "isobáricos").Técnica anterior

[0008] El documento EP3919431A1 da a conocer un conjunto de válvula para una máquina para llenar recipientes con líquidos según el preámbulo de la reivindicación 1.

[0009] Tradicionalmente, las máquinas de llenado giratorias están dotadas de una estructura de soporte fija con la que se monta de forma giratoria una torreta giratoria. Esta última lleva montada un depósito cilíndrico en el que está contenido un líquido a embotellar. En particular, el depósito se llena con el líquido a embotellar hasta un cierto nivel de altura, por encima del cual se llena con un gas inerte (por ejemplo, nitrógeno). Dicho gas inerte se mantiene sustancialmente a presión atmosférica en el caso de máquinas de llenado por gravedad, bajo un ligero vacío en el caso de una ligera presión negativa y bajo presión en el caso de máquinas de llenado isobáricas.

[0010] Debajo del depósito hay unidos periféricamente una pluralidad de conjuntos de válvula adecuados para transportar el líquido contenido dentro del depósito a recipientes subyacentes que se van a llenar, tales como, en particular, botellas, que descansan sobre estructuras de soporte correspondientes.

[0011] Cada conjunto de válvula comprende un conducto de aducción en comunicación con el depósito, interceptado por un obturador que ajusta el flujo de entrada del líquido desde el depósito hasta el recipiente subyacente.

[0012] Cada conjunto de válvula está dotado de un conducto para evacuar el gas que sale del recipiente durante el llenado. Operativamente, el recipiente está asociado fluídicamente con el conjunto de válvula correspondiente por medio de la elevación de la estructura de soporte de placa correspondiente, llevándose la boca del recipiente a condiciones selladas con el conducto de aducción del conjunto de válvula.

[0013] El obturador del conducto de aducción se abre para permitir que el líquido se dispense en el recipiente, y el aire presente dentro del recipiente se transporta al depósito o a un circuito de descarga (a la misma presión que el depósito).

[0014] En función del criterio con el que se interrumpe el llenado del recipiente, las máquinas de llenado pueden distinguirse como basadas en el peso, el volumen y el nivel.

[0015] En más detalle, en las máquinas de llenado de nivel, el recipiente se llena hasta una distancia predeterminada desde la abertura del mismo, una distancia conocida como el "nivel" y que es establecida por el fabricante del propio recipiente. Cuando el recipiente se llena hasta este nivel, el volumen de producto contenido es igual, dentro de ciertas tolerancias, que siempre son indicadas por el fabricante del recipiente, al volumen de líquido indicado en la etiqueta del producto vendido.

[0016] El nivel puede obtenerse "hidráulicamente" o mediante control "electrónico".

[0017] En las válvulas de llenado "hidráulicas", el cese de la transferencia de líquido se determina por los efectos hidráulicos, independientemente del cierre del obturador. En estas válvulas, el conducto de evacuación de aire comprende una cánula que se inserta dentro del recipiente durante el llenado y a través de la cual pasa el aire al salir del recipiente. Dicho conducto (denominado "cánula de retorno de aire") tiene un extremo abierto inferior que está destinado a insertarse dentro del recipiente que va a llenarse y un extremo abierto superior que está conectado fluídicamente al depósito, o a un posible circuito de descarga, con el fin de transportar a este último el aire que proviene del recipiente durante el llenado. Cuando el líquido dispensado en el recipiente alcanza el extremo inferior de la cánula de retorno de aire que lo obstruye, el gas dentro del recipiente ya no puede escapar y se detiene el flujo de líquido. En tal situación, una cantidad residual de líquido sube dentro de la cánula de retorno de aire hasta alcanzar la misma altura que el nivel de líquido dentro del depósito, según el principio conocido como vasos comunicantes, dando como resultado por consiguiente la interrupción del suministro del líquido dentro del recipiente.

[0018] También en las válvulas de llenado de nivel "electrónicas" hay un conducto para la evacuación del gas, que sin embargo, a diferencia de las válvulas de nivel "hidráulicas", no comprende necesariamente una cánula destinada a introducirse en el recipiente. Se introduce una sonda o sensor de ENCENDIDO/APAGADO en la botella. Cuando el líquido transferido al recipiente llega al nivel establecido, el sensor “acciona” el cierre del obturador, interrumpiendo el descenso del líquido.

[0019] En las máquinas de llenado isobárico, cada conjunto de válvula puede estar dotado de: - una primera válvula que puede accionarse con el fin de conectar el conducto de evacuación de aire (y en particular la cánula de retorno de aire, cuando esté presente) a un circuito de aspiración para realizar una etapa de pre-evacuación del aire dentro del recipiente; - una segunda válvula que puede accionarse con el fin de conectar la cánula de retorno de aire al depósito durante las etapas de presurización del recipiente y llenado de este último; y - una tercera válvula que puede accionarse con el fin de conectar la cánula de retorno de aire a un conducto de evacuación (separado del depósito) con el fin de realizar la descompresión (desgasificación) del recipiente después de la etapa de llenado. Por lo tanto, el nivel en el nivel de la botella se obtiene actualmente utilizando dos métodos:

[0020] -por medio de una etapa de autonivelación: o bien

[0021] -por medio de una sonda de nivel, también en múltiples puntos de contacto.

[0022] La solución con autonivelación tiene los siguientes problemas:

[0023] -gestionar el líquido de retorno,

[0024] -posible contaminación del líquido dentro del depósito;

[0025] -pérdida de tiempo en la reintroducción en el depósito del líquido que se introdujo en exceso en la botella, además del gran consumo de gas para realizar dicha operación.

[0026] El uso de una sonda de nivel (de varios tipos) da como resultado la construcción de sondas muy costosas con múltiples puntos de detección que, al fijarse entre sí, pueden no adaptarse a diferentes tamaños de botella y, por lo tanto, no controlar la partialización óptima del caudal.

[0027] En particular, se sabe que se usa una sonda de fibra óptica para determinar el nivel de la botella, como se describe, por ejemplo, en los documentos DE3218062 A1, EP2192076 A1 y EP2604572 A1.

[0028] También se conoce la parcialización de la velocidad de llenado del recipiente contra una señal de la sonda de nivel, como se describe, por ejemplo, en los documentos US4386635 A, DE3218062 A1 y EP598892 A1.

[0029] Las soluciones propuestas hasta ahora incluyen:

[0030] -ya sea una sonda con múltiples puntos de contacto (como se describe en los documentos DE3218062 A1, EP598892 A1, EP-658511 A1 y EP2343518 A1).

[0031] -o bien una sonda con un único punto de contacto que se mueve con un pistón entre una posición de reposo y una posición de detección de nivel activo (véanse los documentos EP2192076 A1, US3783912A, EP0601514 A1) y que, por tanto, no es adecuada para determinar la parcialización del caudal.

[0032] Todas las soluciones conocidas no hacen posible parcializar de manera óptima el caudal (es decir, justo antes de la constricción del cuello de la botella) en la medida en que, según la forma de la botella y el nivel final requerido, la distancia entre el punto de parcialización óptimo y el nivel final difiere a medida que varía el formato de la botella. Por lo tanto, dentro del sector de las máquinas de llenado se sigue sintiendo la necesidad de eliminar aquellos límites que están vinculados a la autonivelación (en particular, el sobrellenado de la botella) al mismo tiempo que se supera, sin embargo, la rigidez operativa de las sondas que utilizan múltiples puntos de detección de nivel.Divulgación de la invención

[0033] En esta situación, el principal problema en la base de la presente invención es el de evitar todos juntos, o en parte, los inconvenientes demostrados por la técnica anterior, poniendo a disposición un conjunto de válvula para una máquina de llenado con una sonda de regulación del nivel de llenado que permita implementar la regulación del nivel de la botella utilizando la parcialización del caudal, adaptándose de manera flexible a la variación en el formato de la botella.

[0034] Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un conjunto de válvula para una máquina de llenado con una sonda de regulación del nivel de llenado que haga posible regular el nivel de la botella utilizando una partialización del caudal muy precisa.

[0035] Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un conjunto de válvula para una máquina de llenado con una sonda de regulación del nivel de llenado que es tanto sencilla como económica de fabricar.

[0036] Breve descripción de las figuras

[0037] Las características técnicas de la invención, según los objetivos mencionados anteriormente, pueden observarse claramente en el contenido de las reivindicaciones a continuación, y sus ventajas resultarán más fácilmente evidentes en la siguiente descripción detallada, realizada con referencia a los dibujos adjuntos, que representan una o más realizaciones no limitativas y puramente a modo de ejemplo de los mismos, en las que:

[0038] -la figura 1 es una vista en perspectiva de una máquina de llenado según una realización de la invención;

[0039] -la figura 2 muestra una vista en sección transversal de una parte de la máquina de llenado de la figura 1 tomada a lo largo de un plano de sección transversal radial en relación con el eje de rotación de la máquina en el conjunto de válvula según la invención;

[0040] -la figura 3 muestra una vista ampliada de un detalle de la figura 2, encerrada en el círculo indicado en la misma por III y en relación con la parte final del conducto de aducción;

[0041] -la figura 4 muestra una vista ampliada de un detalle de la figura 2, encerrada en el círculo indicado en la misma por IV y relacionado con una parte del conjunto de válvula dispuesto cerca de la parte superior del depósito de la máquina de llenado;

[0042] -la figura 5 muestra una vista en perspectiva de la parte inferior del obturador del conjunto de válvula de la figura 2;

[0043] -la figura 6 muestra una vista en perspectiva de un detalle del conjunto de válvula de la figura 2 en relación con los medios de movimiento del obturador y la sonda;

[0044] -la figura 7 muestra una vista en perspectiva de un detalle del conjunto de válvula de la figura 6 en relación con el área de interconexión mecánica entre un primer motor eléctrico y una varilla de control tubular para mover el obturador;

[0045] -la figura 8 muestra una vista en sección transversal de un detalle del conjunto de válvula de la figura 2 mostrado con el conducto de aducción acoplado de manera sellada a una botella que se va a llenar, en la que el obturador está en una posición completamente abierta y la sonda está en una primera posición extraída;

[0046] -la figura 9 muestra una vista en sección transversal de un detalle del conjunto de válvula de la figura 2 que se muestra con el conducto de aducción acoplado de manera sellada a una botella que se va a llenar, en la que el obturador está en una posición parcialmente abierta y la sonda está en una segunda posición extraída;

[0047] -la figura 9a muestra una vista ampliada de un detalle de la figura 9, encerrada en el círculo indicado en la misma por IX y en relación con una primera parte de una junta estanca al agua de obturación;

[0048] -la figura 9b muestra una vista ampliada de un detalle de la figura 9, encerrada en el círculo indicado en la misma por X y en relación con una segunda parte de una junta estanca al agua de obturación en la que se obtiene una ventana de flujo;

[0049] -la figura 10 muestra una vista en sección transversal de un detalle del conjunto de válvula de la figura 2 mostrado con el conducto de aducción acoplado de manera sellada a una botella que se va a llenar, en la que el obturador está en una posición cerrada y la sonda está en una segunda posición retraída;

[0050] -la figura 11 muestra una vista en perspectiva de un componente del conjunto de válvula que se muestra en la figura 2 y en relación con una junta estanca al agua de obturación;

[0051] -la figura 12 muestra una vista en sección transversal de la junta de la figura 11 según un plano en sección transversal diametral que pasa a través de la ventana de flujo; y

[0052] -la figura 13 muestra dos gráficos relacionados con el caudal volumétrico en función de la extensión de apertura del obturador, respectivamente, en un conjunto de válvula con un obturador que está dotado de una junta estanca al agua conocida y en un conjunto de válvula con un obturador que está dotado de la junta estanca al agua de la figura 11.

[0053] Descripción detallada

[0054] Con referencia a los dibujos adjuntos, se ha indicado colectivamente un conjunto de válvula según la invención con el número 1 y con 100 una máquina para llenar recipientes con líquidos que está equipada con un conjunto de válvula 1 según la invención.

[0055] Inicialmente se describirá el conjunto de válvula 1 y posteriormente la máquina de llenado 1.

[0056] El conjunto de válvula 1 para una máquina para llenar recipientes con líquidos es adecuado para regular el llenado de un recipiente B con el líquido contenido dentro de un depósito de dicha máquina de llenado y para este fin está fluídicamente conectado a dicho depósito.

[0057] Según una realización general de la invención, tal como se muestra en particular en la figura 2, el conjunto de válvula 1 comprende un conducto de aducción 10 que se extiende a lo largo de un eje de válvula X y que puede conectarse de manera fluida al depósito 110 de dicha máquina de llenado 100 para permitir que el flujo de entrada de dicho líquido desde el depósito 110 hasta el recipiente B se llene a través de una boca de descarga 10a. Con más detalle, el conducto de aducción 10 está definido por un cuerpo tubular que es coaxial al eje de válvula X. Dicho cuerpo tubular está destinado a conectarse mecánicamente a la parte inferior 111 del depósito, externamente al mismo, de tal manera que se conecte fluidamente a una abertura de descarga 112 obtenida en la misma parte inferior 111 del depósito en un primer extremo opuesto al que se obtiene dicha boca de descarga 10a. El conjunto de válvula 1 comprende un obturador 20 que es adecuado para regular el flujo de entrada de dicho líquido en dicho recipiente B a través del conducto de aducción 10.

[0058] Como se muestra en las figuras 8, 9 y 10, el obturador 20 está dispuesto de manera móvil dentro de dicho conducto de aducción 10 con el fin de moverse a lo largo del eje de válvula X entre una posición de cierre, en la que el obturador intercepta el conducto de aducción 10 cerrando la sección de flujo hacia la boca de descarga 10a (véase la figura 10), y una o más posiciones de apertura, en las que el obturador no intercepta (véase la figura 8) o solo intercepta parcialmente (véase la figura 9) el conducto de aducción 10 dejando abierta una sección de flujo hacia la boca de descarga 10a.

[0059] El obturador 20 lleva preferiblemente un deflector asociado 15 que se extiende coaxialmente desde el extremo inferior del obturador 20 y es adecuado para insertarse en uso en el recipiente B con el fin de guiar el líquido fuera de la boca de descarga 10a hacia las paredes del recipiente B. En el caso preferido en el que el recipiente sea una botella B, el deflector 15 se inserta en la parte inicial del cuello de la botella.

[0060] Ventajosamente, con el fin de garantizar un sello entre el obturador 20 y el conducto de aducción 10, el obturador 20 comprende una junta anular 21 (coaxial con el obturador) que se acopla de manera sellada a un asiento de tope 11 con el obturador en la posición cerrada.

[0061] En más detalle, el asiento de tope 11:

[0062] -se obtiene internamente a dicho conducto de aducción 10 cerca de la boca de salida 10a y

[0063] -es concéntrico con el eje de válvula X.

[0064] De manera ventajosa, tal como se muestra en la figura 5, el obturador 20 puede estar dotado de una guía de centrado 23 que consiste en una tira anular que es coaxial al eje de válvula X y desde la que se extienden una pluralidad de aletas radiales entre las que permanecen conductos delimitados para el paso libre de líquido. Las aletas radiales están destinadas a deslizarse a lo largo de una parte cilíndrica del conducto de aducción, actuando como elementos de centrado para el obturador dentro del conducto de aducción.

[0065] El conjunto de válvula 1 comprende además un vástago de control tubular 30 para accionar el obturador 20. Con más detalle tal como se muestra en la figura 2, el vástago de control tubular 30:

[0066] -define internamente un conducto que se extiende axialmente a lo largo del eje de válvula X y que está abierto en ambos extremos, y

[0067] -está destinado a pasar a través del depósito 110 con el fin de sobresalir por debajo del mismo con un extremo inferior dentro del conducto de aducción y con un extremo superior por encima del mismo.

[0068] El obturador 20 está asociado coaxialmente con el extremo inferior de dicho vástago 30.

[0069] El conjunto de válvula 1 comprende además una sonda 40 para detectar el nivel de llenado del recipiente.

[0070] La sonda 40 puede ser de cualquier tipo adecuado para el fin.

[0071] Preferiblemente, la sonda 40 para detectar el nivel de llenado del recipiente es una sonda de fibra óptica refractiva. Una sonda de fibra óptica se conoce per se y no se describirá en detalle. Solo se destaca el hecho de que en comparación con otros tipos de sonda, tales como por ejemplo sondas de tipo conductor o sondas de tipo capacitivo, una sonda de fibra óptica tiene una latencia corta (menos de un milisegundo) y es al mismo tiempo capaz de discriminar líquido de espuma, suficiente para permitir la implementación de un sistema de control muy preciso.

[0072] También una sonda conductora presenta una respuesta inmediata (dependiendo de la electrónica de conversión de señal), pero tiene el problema de tener dificultades para discriminar la espuma que, sin embargo, actúa como conductor. También están disponibles sondas de guía de ondas o de tipo capacitivo, pero presentan tiempos de respuesta muy lentos.

[0073] La latencia de una sonda de fibra óptica es inferior a un milisegundo. La frecuencia de detección de una sonda óptica puede establecerse preferiblemente en 1 medición cada milisegundo, en la medida en que esto corresponda a la frecuencia de muestreo de un PLC y a un valor que sea suficientemente corto para el fin.

[0074] La sonda 40 (preferiblemente fibra óptica) tiene un único punto de medición en las proximidades de la punta. La sonda 40 se inserta coaxialmente dentro del conducto axial definido por el vástago de control 30 para moverse entre al menos una posición extraída, en la que sale de dicho conducto para insertarse dentro del recipiente B (véanse las figuras 8 y 9), y una posición retraída, en la que no sale de dicho conducto para no acoplarse al recipiente B (véase la figura 10).

[0075] En particular, tal como se muestra en las figuras 8, 9 y 10, la sonda 40 se inserta coaxialmente dentro del deflector 15, que consiste en una extensión tubular al vástago de control 30.

[0076] Ventajosamente, entre la pared interna del vástago tubular 30 y la sonda 40, se define un espacio anular 41 que actúa como un conducto de retorno de aire y se puede conectar selectivamente de forma fluida al depósito o a una pluralidad de circuitos de la máquina de llenado por medio de válvulas respectivas, preferiblemente instaladas en un bloque de válvulas 70.

[0077] Según la invención, el conjunto de válvula 1 comprende:

[0078] -un primer motor eléctrico 50 que está conectado cinemáticamente a dicho vástago de control tubular 30 para mover el obturador 20 entre la posición de cierre (véase la figura 10) y dicha una o más posiciones de apertura (véanse las figuras 8 y 9) , y

[0079] -un segundo motor eléctrico 60 que está conectado cinemáticamente a dicha sonda 40 para moverla con respecto a dicho vástago de control 30 entre dicha al menos una posición extraída (véanse las figuras 8 y 9) y dicha posición retraída (véase la figura 10).

[0080] Operativamente, dicho primer motor eléctrico 50 y dicho segundo motor eléctrico 60 pueden controlarse de manera independiente uno con respecto a otro para regular respectivamente:

[0081] -la posición axial del obturador a lo largo del eje de válvula X con respecto al asiento de tope con el fin de ajustar la amplitud de la sección de flujo durante el llenado del recipiente, y

[0082] -la posición de la sonda dentro del recipiente que se va a llenar para ajustar el nivel de llenado controlable por medio de la propia sonda.

[0083] En virtud de la invención, el conjunto de válvula 1 hace posible implementar la regulación del nivel de la botella utilizando la parcialización del flujo adaptándose de manera flexible a las variaciones en el formato de la botella. Operativamente, la velocidad de ascenso del nivel de líquido debe ser lo más alta posible durante el llenado de la botella, mientras que debe ser lo más baja posible (también a un valor del 5%) cuando el cuello de la botella se está llenando con el fin de obtener una velocidad de ascenso que sea lo suficientemente lenta como para permitir que la sonda detecte el nivel y permitir que el obturador se cierre solo sin, mientras tanto, cambiar el nivel de manera comprometedora.

[0084] El uso de dos motores independientes 50 y 60 hace posible controlar tanto la posición del obturador como la posición de la sonda de una manera independiente y precisa. En virtud de dicha posibilidad de control es posible ajustar de manera flexible la posición de la sonda y la abertura del obturador a diversas formas de botella, gestionando de ese modo de manera eficiente el llenado por medio de la parcialización de flujo que se calibra para cada formato de botella.

[0085] Operativamente, en virtud de la presente invención, el conjunto de válvula 1 puede gestionarse de la siguiente manera preferida.

[0086] Por medio del segundo motor eléctrico 60, la sonda 40 se dispone en la constricción del cuello de la botella B (recipiente a llenar). Esta primera posición de la sonda define el nivel de llenado de la botella donde hay una transición del llenado de flujo completo al llenado de flujo parcial antes de que se detenga el flujo. Tan pronto como el nivel de líquido alcanza la sonda, el caudal de llenado se parcializa al regular la posición del obturador y la sonda se mueve a una segunda posición correspondiente al nivel de llenado requerido. En cuanto el nivel de líquido alcanza de nuevo la sonda, se cierra el obturador y se interrumpe el llenado.

[0087] En virtud de la flexibilidad operativa ofrecida por el segundo motor eléctrico 60, la primera posición de la sonda puede controlarse de una manera muy precisa. Por tanto, es posible elegir dicha primera posición como una función del formato de botella basándose en datos preestablecidos.

[0088] En más detalle, cada formato de botella tiene, en particular, una conformación de cuello diferente. De ello se deduce que, a medida que varía la forma del cuello, también lo hace la posición de altura con respecto a la parte inferior de la botella de la zona de transición desde la sección completa de la botella hasta la sección restringida del cuello. Dicha zona de transición es importante ya que anteriormente es oportuno proceder con el llenado de la botella usando un caudal parcial para tener la posibilidad de controlar con precisión el llenado, evitando de este modo aumentos repentinos y difíciles de controlar en el nivel de fluido en el cuello de la botella.

[0089] Operativamente, la primera posición de la sonda 40 se elige en función de la zona de transición mencionada anteriormente. El uso de un motor eléctrico para la colocación de la sonda hace posible realizar dicha colocación de una manera extremadamente precisa, para adaptarse sin problemas a diversos formatos de botella.

[0090] Al mismo tiempo, el uso de un motor eléctrico para mover el obturador hace posible regular la posición axial del propio obturador de una manera muy precisa, permitiendo así controlar la parcialización del flujo de líquido. Ventajosamente, el llenado no solo puede gestionarse utilizando la parcialización del caudal, sino también utilizando múltiples parcializaciones utilizando múltiples puntos de detección de nivel. Por ejemplo, después de la etapa de llenado rápido, puede realizarse una primera parcialización de la velocidad de flujo (40%, por ejemplo) en un primer nivel de llenado que tiene, por ejemplo, el objetivo de absorber la espuma. Posteriormente, habiendo alcanzado un segundo nivel de llenado (mayor que el primero en algunos centímetros), parcializar de nuevo dentro de la última sección con el fin de realizar el nivel final. En otras palabras, aquellos puntos en los que el líquido se detecta usando la sonda también pueden ser más de dos.

[0091] El uso de motores para la colocación del obturador y para la colocación de la sonda permite la implementación de medidas adicionales que se enumeran a continuación:

[0092] -abrir lentamente el conjunto de válvula para crear menos perturbaciones en el descenso inicial del líquido-regular la apertura del obturador según la espumosidad del vino

[0093] -Colocar el nivel de parcialización del flujo donde se considere más apropiado tanto para reducir el tiempo de llenado general como para gestionar mejor la espuma

[0094] -regular los caudales lentos según el tipo de botella que se esté tratando.

[0095] Controlar la velocidad de movimiento de la sonda hace posible además medir el nivel efectivo del líquido en ese memento en el que la sonda se retrae realizando así una forma de control de nivel.

[0096] Según la realización mostrada en las figuras adjuntas, los recipientes B a llenar se apoyan contra un sello de botella estanco al agua 14 asociado con la boca de descarga 10a en una posición que es coaxial con el deflector de flujo 15, con la sonda 40 (preferiblemente una sonda de fibra óptica) y con el conducto de aducción 10 junto con el obturador 20.

[0097] El depósito 110 contiene el líquido a llenar L a un nivel controlado. Dicho líquido llena, por gravedad, todo el conducto de aducción 10 hasta la junta anular 21 alojada dentro del obturador 20. Por encima del líquido hay gas que puede estar contenido bajo presión; el depósito se cierra por encima usando una membrana 16 que separa el área de alimentos del área de control no desinfectada. En la parte superior del mismo, el depósito 110 soporta el bloque de válvulas 70 con válvulas alojadas V que gestionan funcionalmente el proceso de llenado. El obturador 20 está guiado por la guía de centrado 23 y por un pistón 24 y soporta el deflector 15 en el extremo inferior del mismo. Cuando se eleva el obturador, se forma un conducto libre para el líquido que desciende a través del conducto de aducción 10, cruza la boca de descarga 10a, solapando el deflector 15 hasta el recipiente dispuesto debajo.

[0098] Preferiblemente, tal como se cubrirá a continuación, la junta anular 21 tiene una forma especial que permite un flujo de salida más controlado que las juntas normales en el caso de pequeñas aberturas de obturador.

[0099] Tal como ya se ha descrito, el obturador 20 tiene una forma tubular y aloja la sonda 40 en su interior. La sonda se desliza verticalmente, guiada por el deflector 15 y por un elemento de guía 27 (dispuesto por encima del depósito) y forma, junto con el obturador 20, el espacio anular 41 mencionado anteriormente que actúa como un conducto de retorno de aire y como un canal de comunicación con las válvulas V. El conducto definido por el espacio 41 se desvía a través de una junta 26, un bloque 25 y un tubo flexible 75 hasta el bloque de válvulas 70 donde puede colocarse en comunicación con:

[0100] -el depósito abriendo una primera válvula 71,

[0101] -un circuito de desgasificación abriendo una segunda válvula 72,

[0102] -un circuito de desgasificación presurizado abriendo una tercera válvula 73; y

[0103] -un circuito de vacío abriendo una cuarta válvula 74.

[0104] Alojados por encima del depósito 110 también se encuentran los mecanismos para mover el obturador 20 y la sonda 40.

[0105] Ahora se describirá el mecanismo para mover el obturador 20.

[0106] En más detalle, el obturador 20 es solidario con el bloque 25 debido al bloqueo entre un percutor 24 y un colector 28. El bloque 25 está montado lateralmente en dos cojinetes 42 que ruedan sobre una leva 43. Por lo tanto, el obturador es presionado contra la leva 43 por el resorte 44 (que actúa sobre el pistón 24 que es solidario con el obturador 20) y se regula en altura durante el llenado por la propia leva 43 que se coloca controlando la posición angular de la misma. El bloque 25 también realiza antirrotación en el arrastre sobre las paredes de una placa de base 44 que es solidaria con el depósito 110. La placa de base 44 está hecha de un material de plástico para aislar el depósito que está sujeto a desinfección con respecto al área de control de movimiento que no está sujeta a desinfección.

[0107] La placa de base 44 es a su vez solidaria con el elemento de soporte 45 que está configurado para soportar el primer motor eléctrico 50 usando el piñón 51 del mismo y un casquillo de soporte 52. Este último es solidario con la arandela 42 que, a su vez, hace que rote la rueda dentada con la leva 43. En esencia, el piñón 51 hace que la rueda dentada 43 rote, que, al estar conformada con una leva en la parte inferior, presiona hacia abajo los cojinetes 42, que son solidarios con el obturador 20, y provoca la apertura o el cierre del flujo en la medida en que el resorte 44, como se mencionó, siempre está empujando el obturador hacia arriba. El casquillo 52 se atornilla en el soporte 45 y se bloquea mediante una cubierta de protección 46 de tal manera que se regula la fuerza de cierre del obturador sobre la base, también, de las dimensiones efectivas del depósito 110 en lo que respecta a la distancia entre el asiento de tope 11 de la junta anular 21 y el plano de fijación de la placa de base 44.

[0108] Ahora se describirá el mecanismo para mover la sonda 40.

[0109] En más detalle, el mecanismo para mover la sonda 40 comprende dos guías 61 que son solidarias con la placa de base 44. La sonda 40 está asociada con un carro 67 que está guiado de forma deslizante por las dos guías 51. Unido a las guías 51, por medio de una brida 62, se encuentra el segundo motor eléctrico 60 que, por medio del piñón 63 del mismo, mueve una rueda de conducto 64 que es solidaria con un tornillo de movimiento de sonda 65. Dicho tornillo 65 engrana con un tornillo de tuerca 66 que mueve el carro de movimiento de la sonda 67 verticalmente.

[0110] Ventajosamente, se pueden incluir medios de desinfección de la sonda 40 que son adecuados para desinfectar completamente toda la superficie exterior de la sonda 40.

[0111] En más detalle, se inserta un fluido desinfectante/detergente a través de un conducto de lavado 80 en un manguito 81. Dicho fluido, cuando la sonda 40 se dispone en una ventana de lavado 82, puede exceder la junta 26 mencionada anteriormente.

[0112] Preferiblemente, tal como se muestra en particular en las figuras 8, 9 y 10, el asiento de tope 11 mencionado anteriormente comprende:

[0113] una parte cónica truncada 11a que converge hacia la boca de salida 10a y

[0114] una parte cilíndrica 11b que conecta la parte cónica truncada 11a a dicha boca de salida 10a.

[0115] La junta anular 21 mencionada anteriormente, a su vez, comprende:

[0116] -una primera parte anular 21a destinada a hacer tope contra la parte cónica truncada 11a del asiento de tope 11 para hacer un sello con la misma; y

[0117] -una segunda parte anular 21b de una forma cilíndrica destinada a insertarse mediante una relación de interferencia dentro de la parte cilíndrica 11b del asiento de tope 11 para hacer un sello con la misma para un recorrido axial predefinido del obturador.

[0118] Por lo tanto, la junta anular 21 define dos áreas diferentes para el sellado contra el asiento de tope. Una primera área de sellado se define por la primera parte anular 21a, mientras que la segunda área de sellado se define por la segunda parte anular 21b.

[0119] Operativamente, como se muestra en las figuras 8, 9 y 10, la primera parte anular 21b está dispuesta axialmente en relación con la segunda parte anular 21b de tal manera que hace tope contra la parte cónica truncada 11a del asiento de tope 11 y para hacer un sello con la misma dentro de dicho recorrido axial predefinido del obturador cuando la segunda parte anular 21b ya ha comenzado a hacer un sello dentro de la parte cilíndrica 11b del asiento de tope 11.

[0120] En otras palabras, la segunda parte anular 21b de la junta anular 21 está dimensionada axialmente de tal manera que dentro de dicho recorrido axial predefinido del obturador, la primera parte anular 21b está al menos parcialmente insertada en la parte cilíndrica de dicho asiento de tope, también cuando dicha primera parte anular 21a está separada de la parte cónica truncada del asiento de tope y no puede hacer un sello con la misma. Con más detalle, siguiendo la secuencia de las figuras 8, 9 y 10, en el desplazamiento axial del obturador desde una posición de apertura (figura 8) hasta una posición de cierre (figura 10) la parte de la junta que primero hace un sello contra el asiento de tope es la segunda parte anular 21b. La primera parte anular 21a forma un sello cuando la segunda parte anular 21b ya está en condiciones selladas. En la secuencia opuesta, es decir, para el desplazamiento axial del obturador desde una posición de cierre (figura 10) hasta una posición de apertura (figura 8), la parte de la junta que primero interrumpe el sello contra el asiento de tope es la primera parte anular 21a. La segunda parte anular 21b todavía está sellada mientras que la primera parte anular 21a se ha separado del asiento de tope 11.

[0121] Preferiblemente, tal como se muestra en las figuras 9, 11 y 10, se obtiene al menos una ventana de flujo 22 en la segunda parte anular 21b, que interrumpe la continuidad anular de la segunda parte anular 21b y tiene una amplitud angular predefinida.

[0122] Preferiblemente, se obtiene una única ventana de flujo en la segunda parte anular 21b. Pueden preverse realizaciones en las que se obtienen dos o más ventanas de flujo, separadas una de otra, en la segunda parte anular 21b. A continuación en el presente documento, por simplicidad, se hará referencia al caso preferido de una única ventana de flujo, sin embargo, sin desear excluir la posibilidad de tener dos o más ventanas de flujo. En el caso en el que se incluyan dos o más ventanas de flujo, la suma de las amplitudes angulares de dichas ventanas tiene un valor predefinido.

[0123] Operativamente, dicha ventana de flujo 22 permite un flujo parcial de líquido a través del conducto de aducción dentro de dicho recorrido axial predefinido del obturador cuando dicha primera parte anular 21a todavía está separada del asiento de tope y no puede formar un sello.

[0124] Operativamente, cuando la primera parte anular 21a todavía está separada del asiento de tope y no puede hacer un sello y la segunda parte anular 21b hace un sello con el asiento de tope 11, el flujo de líquido dentro del conducto de aducción 10 se limita a ese flujo que pasa a través de la ventana de flujo 22. En tal situación operativa, el caudal del flujo de llenado es, por lo tanto, proporcional a la sección transversal de flujo libre de la ventana de flujo 22. Por tanto, en virtud de la ventana de flujo, es posible obtener, de manera reproducible, un flujo parcial a través del conducto de aducción asociándolo con una parte axial predefinida del obturador con respecto al asiento de tope. Ventajosamente, el flujo parcial mencionado anteriormente puede reducirse extremadamente en comparación con el flujo de líquido correspondiente a una posición de obturador completamente abierta. El valor del flujo parcializado (asociado con una posición axial predefinida del obturador en relación con el asiento de tope) se fija al dimensionar oportunamente la sección transversal de flujo libre de la ventana de flujo 22. Una vez que se ha fijado la sección transversal de la ventana de flujo libre 22, es posible regular el caudal del flujo parcial variando la posición axial del obturador en relación con el asiento de tope, permaneciendo dentro de dicho recorrido axial predefinido del obturador.

[0125] La amplitud angular de dicha ventana de flujo 22 se elige preferiblemente en función de las dimensiones medias del cuello de las botellas a llenar. El criterio es el siguiente: cuanto más estrecho es el cuello, menor debe ser la amplitud angular de la ventana de flujo; cuanto más grande es el cuello, mayor puede ser la amplitud angular. El objeto es dimensionar la ventana de flujo de tal manera que se asegure un caudal de flujo de líquido que sea tal que, con la sección transversal de flujo del cuello de la botella fija, haya una velocidad de ascenso del líquido dentro del cuello que sea lo suficientemente lenta para asegurar que entre el instante en el que la sonda entra en contacto con el líquido y el instante en el que el obturador está completamente cerrado, la cantidad de líquido que desciende sea insignificante en términos de un aumento de nivel. Ventajosamente, en el caso de que deban tratarse botellas de un formato variable (un diámetro de cuello interno de 14,5 mm a 20 mm), la amplitud angular de la ventana de flujo 22 puede ser de entre 28° y 32° para garantizar una velocidad de ascenso de alrededor de 10 mm/s. En el caso de que solo se procesen botellas con un cuello estrecho (un diámetro de cuello interno de 14,5 mm a 16 mm) puede ser oportuno reducir la amplitud angular de la ventana de flujo con el fin de permitir una mayor precisión de regulación del obturador. En tal caso, la amplitud angular de la ventana de flujo 22 puede ser inferior a 28°. En el caso en el que solo se vayan a tratar botellas con un cuello ancho (un diámetro de cuello interno de 18 mm a 20 mm) puede ser oportuno aumentar la amplitud angular de la ventana de flujo con el fin de aumentar la velocidad de llenado usando la misma regulación del obturador. En tal caso, la amplitud angular de la ventana de flujo 22 puede ser inferior a 32°.

[0126] De manera ventajosa, tal como se muestra en la figura 11, la ventana de flujo 22 se extiende hasta dicha primera parte anular 21a.

[0127] Un conjunto de válvula 1 dotado de una junta anular tal como se describió anteriormente y que tiene la ventana de flujo 22 mencionada anteriormente hace posible controlar el flujo de fluido dentro de un intervalo más amplio de desplazamientos de obturador axial en comparación con un conjunto de válvula equipado con un sello convencional sin una ventana de flujo.

[0128] En la figura 13 hay dos gráficos relacionados con el caudal volumétrico en función de la extensión de apertura del obturador, respectivamente, en un conjunto de válvula con un obturador que está dotado de una junta estanca al agua conocida y en un conjunto de válvula con un obturador que está dotado de la junta estanca al agua con una ventana de flujo.

[0129] Con más detalle, el gráfico con los puntos en forma de rombo se refiere al caudal del tipo conocido de conjunto de válvula; el gráfico con los puntos en forma cuadrada se refiere al caudal del conjunto de válvula según la invención con una junta dotada de una ventana de flujo.

[0130] Como puede observarse durante la apertura de un tipo conocido de conjunto de válvula, hay una carrera de apertura inicial con un caudal nulo que se debe a la descompresión del caucho de sellado y luego, de repente, a unas pocas centésimas de elevar el obturador, el caudal ya se ha disparado hasta el 20 por ciento del valor máximo del mismo. Esta es la razón por la que todas las válvulas de proceso de modulación no se utilizan normalmente por debajo del 10 - 15 % de apertura, en la medida en que es un área poco controlable.

[0131] En el caso, en cambio, del conjunto de válvula según la invención con una junta dotada de una ventana de flujo, hay un aumento en el caudal que se distribuye en un rango mayor y, por lo tanto, más manejable de alturas de obturador.

[0132] Poder suministrar caudales del orden de 10 ml/s es esencial para gestionar correctamente el llenado correcto de algunos formatos de botella. Por ejemplo, con el llenado de cuellos de botella de Burdeos, con el fin de tener una velocidad de ascenso del líquido dentro del cuello que sea lo suficientemente lenta como para garantizar que entre el instante en el que la sonda entra en contacto con el líquido y el instante en el que el obturador está completamente cerrado, la cantidad de líquido que desciende es insignificante, es necesario tener un caudal de menos de 10 ml/s.

[0133] Ahora se describirá una máquina 100 para llenar recipientes con líquidos según la invención.

[0134] La máquina está destinada al embotellado de recipientes B con líquidos alimentarios gaseosos o no gaseosos. La máquina de llenado 100 se inserta, de una manera completamente tradicional, en una planta o línea de embotellado dotada de múltiples máquinas que trabajan en sucesión, y se dispone, en particular, aguas abajo de una máquina de enjuague y aguas arriba de una máquina de taponado. Los recipientes B se transfieren de una máquina a la otra por medio de líneas de transporte, tales como cintas transportadoras, por ejemplo, o por medio de equipos de transporte tales como transportadores de rueda de estrella, sinfines, etc.

[0135] Con más detalle, la máquina de llenado 100 está dotada convencionalmente de una estación de entrada en la que recibe el recipiente que va a llenarse desde una primera línea de transporte (por medio, por ejemplo, de un primer transportador de rueda de estrella), y una estación de salida, en la que los recipientes llenos se liberan en una segunda línea de transporte (por medio, por ejemplo, de un segundo transportador de rueda de estrella) con el fin de transportarse hacia una máquina dispuesta aguas abajo, tal como, por ejemplo, una máquina de taponado. La máquina de llenado 100 está dotada de una estructura de soporte 120, tras lo cual una torreta giratoria 130 se monta de forma giratoria y se transporta en rotación alrededor de un eje de rotación por medio de medios de motor de un tipo conocido (no mostrado).

[0136] La torreta giratoria 130 está dotada de un depósito 110, preferiblemente de forma anular, en el que está contenido el líquido a embotellar. En particular, el depósito 110 se llena con el líquido a embotellar hasta un cierto nivel de altura, donde se llena con un gas inerte (por ejemplo, nitrógeno) . Dicho gas inerte se mantiene sustancialmente a presión atmosférica en el caso en el que la máquina de llenado 100 es del tipo por gravedad, bajo un ligero vacío en el caso en el que la máquina de llenado 1 es del tipo de presión ligeramente negativa y bajo presión en el caso en el que la máquina de llenado 100 es del tipo "isobárico" para el tratamiento de líquidos gaseosos.

[0137] La torreta giratoria 130 transporta una pluralidad de conjuntos de válvula 1 montados periféricamente distribuidos uniformemente a lo largo de la circunferencia de la misma, y adecuados para transferir el líquido desde el depósito 110 hasta los recipientes B debajo de los mismos para ser llenados, que consisten generalmente en botellas de vidrio o plástico.

[0138] En particular, la torreta giratoria 130 comprende una base de soporte (no mostrada en las figuras) que está asociada de forma giratoria con la estructura de soporte 120, preferiblemente por medio de un cojinete de empuje (no mostrado). A su vez, la base soporta el depósito 110 por medio de una pluralidad de columnas que tienen la función de variar la distancia entre la base y el depósito como una función de la altura de los recipientes B que van a llenarse.

[0139] La base de soporte además transporta periféricamente medios 140 para soportar los recipientes en relación con aquellos conjuntos de válvula 1 que están asociados con el depósito. Dichos medios de soporte 140 pueden accionarse para moverse entre una primera posición, en la que transportan la boca del recipiente B en condiciones selladas con un conducto de aducción 10 del conjunto de válvula correspondiente 1, y una segunda posición, en la que reciben el recipiente B cuando transitan dentro de la estación de entrada 3 de la máquina de llenado 1. En particular, los medios de soporte 140 de los recipientes B comprenden una pluralidad de estructuras de soporte 141, montadas periféricamente en la torreta giratoria 130 por debajo de los conjuntos de válvula 1 correspondientes y destinadas a recibir en soporte los recipientes B durante el movimiento operativo de los mismos sobre la torreta giratoria 130.

[0140] Preferiblemente, durante la rotación de la torreta giratoria 130, cada estructura de soporte 141 se acciona para moverse entre la primera posición mencionada anteriormente y la segunda posición mencionada anteriormente por medio de una leva fija (no mostrada), dispuesta alrededor de la torreta giratoria 130, y que actúa con un perfil conformado en un seguidor de leva (que consiste, por ejemplo, en una rueda loca) unido a la estructura de soporte 141 correspondiente. Los medios de soporte 140 son de un tipo tradicional y, al ser bien conocidos por un experto en la técnica, no se describirán con más detalle.

[0141] La máquina de llenado 100, objeto de la presente invención, comprende una unidad de control lógica 200 (que comprende preferiblemente un PLC) adecuada para gestionar automáticamente el funcionamiento de dicha máquina de llenado.

[0142] La torreta giratoria 130 comprende una pluralidad de colectores y circuitos con fluidos de proceso. Dichos colectores y circuitos son funcionales para realizar las diferentes etapas de funcionamiento implicadas en el ciclo de llenado de la máquina de llenado 100. Para tal fin, cada conjunto de válvula 1 está conectado fluídicamente a la pluralidad de circuitos y colectores mencionados anteriormente por medio de válvulas de control oportunas indicadas colectivamente con V en las figuras adjuntas.

[0143] Las válvulas de control V de cada conjunto de válvula 1 son preferiblemente de tipo neumático, y se accionan por medio de la introducción de gas presurizado desde una fuente de gas presurizado (no mostrada) accionada por la unidad de control lógica 200 de la máquina de llenado 1.

[0144] preferiblemente, en el caso en el que la máquina de llenado 100 esté destinada a llenarse usando líquidos gaseosos (es decir, de tipo isobárico), las etapas operativas del ciclo de llenado son las siguientes:

[0145] -etapa 1): entrada del recipiente en la máquina de llenado;

[0146] -etapa 2): aproximación sellada del recipiente a un conjunto de válvula de llenado 1;

[0147] -etapa 3): evacuación e inertización del recipiente;

[0148] -etapa 4): presurización del recipiente;

[0149] -etapa 5): llenado del envase;

[0150] -etapa 6): descompresión (o desgasificación) del recipiente; y

[0151] -etapa 7): separación del recipiente del conjunto de válvula;

[0152] -etapa 8): salida del recipiente de la máquina de llenado.

[0153] Generalmente, en el caso en el que la máquina de llenado 1 sea del tipo de gravedad o bien bajo un ligero vacío, las etapas 4) y 6) no están incluidas.

[0154] Las etapas operativas enumeradas anteriormente se conocen bien un experto en la técnica y, por tanto, no se describirán con mayor detalle.

[0155] Preferiblemente, en función del ciclo de llenado que debe realizar la máquina de llenado, la torreta giratoria 130 de la máquina de llenado 100 puede comprender, por lo tanto, la totalidad o parte de los siguientes circuitos o colectores:

[0156] un circuito de vacío (para la etapa 3) para la evacuación);

[0157] un circuito de gas inerte (para la etapa 3) para la intertización);

[0158] -un circuito de gas presurizado (para la etapa 4) para la presurización);

[0159] -al menos un colector para descargar la presión dentro del recipiente (para la etapa 6) para la despresurización). un colector para descargar el aire que sale del recipiente durante el llenado, como alternativa al depósito;

[0160] Los conjuntos de válvula son los conjuntos de válvula 1 según la invención y en particular tal como se describió anteriormente.

[0161] La unidad de control lógica 200 está programada para gestionar cada conjunto de válvula durante el llenado del recipiente respectivo según las etapas de funcionamiento predefinidas, regulando la posición axial del obturador y la posición axial de la sonda por medio del primer motor eléctrico 50 y el segundo motor eléctrico 60, respectivamente.

[0162] Las ventajas que se derivan de tal configuración ya se han expuesto al describir el conjunto de válvula 1 según la invención y, por brevedad, no se expondrán de nuevo.

[0163] La unidad de control lógica 200 se programa preferiblemente para gestionar cada conjunto de válvula durante el llenado del recipiente respectivo según las siguientes etapas operativas:

[0164] a) mover el obturador 20 a lo largo del eje de válvula X accionando el primer motor eléctrico 50 para llevar el obturador desde la posición de cierre hasta una posición de apertura completa con el fin de llevar a cabo una etapa de llenado rápido del recipiente;

[0165] b) mover la sonda 40 a lo largo del eje de válvula X accionando el segundo motor eléctrico 50 para llevar la sonda desde la posición retraída hasta una primera posición extraída en la que la punta de sonda se coloca en un nivel de llenado intermedio predefinido que es inferior al nivel de llenado deseado;

[0166] c) cuando la sonda detecta que el líquido ha alcanzado el nivel de llenado intermedio, mover el obturador 20 a lo largo del eje de válvula X accionando el primer motor eléctrico 50 para mover el obturador desde la posición de apertura completa hasta una posición de apertura parcial para pasar de una etapa de llenado rápido a una etapa de llenado lento del recipiente;

[0167] d) simultáneamente con la etapa c), mover la sonda 40 a lo largo del eje de válvula X accionando el segundo motor eléctrico 60 para llevar la sonda desde la primera posición extraída hasta una segunda posición extraída en la que la punta de sonda está colocada en el nivel de llenado deseado;

[0168] e) cuando la sonda detecta que el líquido ha alcanzado el nivel de llenado deseado, mover el obturador 20 a lo largo del eje de válvula X accionando el primer motor eléctrico 50 para llevar el obturador desde la posición de apertura parcial hasta la posición de cierre con el fin de interrumpir el llenado.

[0169] Preferiblemente, dicha etapa b) se lleva a cabo con la etapa a) ya iniciada.

[0170] Ventajosamente, la unidad de control lógica 200 puede programarse para gestionar cada conjunto de válvula durante el llenado del recipiente respectivo con una o más etapas de parcialización del flujo a diferentes niveles de llenado del recipiente B. Dichas etapas de parcialización del flujo pueden realizarse antes y/o después de la etapa de llenado rápido (etapa a) y antes de la etapa de llenado lento final (etapa c).

[0171] Ventajosamente, la unidad de control lógica 200 puede programarse para gestionar cada conjunto de válvula durante el llenado del recipiente respectivo con una etapa de funcionamiento f) adicional que se realiza antes de dicha etapa a) y que incluye mover el obturador 20 a lo largo del eje de válvula X accionando el primer motor eléctrico 50 para mover el obturador desde la posición de cierre hasta una posición de apertura parcial para iniciar una etapa de llenado lento del recipiente.

[0172] Preferiblemente, la unidad de control lógica 200 puede programarse para regular el nivel de llenado intermedio predefinido como una función del formato del recipiente tratado en cada conjunto de válvula y/o basándose en la espumosidad del líquido, basándose en datos preestablecidos.

[0173] Preferiblemente, la unidad de control lógica 200 puede programarse para regular la posición axial tomada por el obturador y, por lo tanto, la sección de flujo en función del caudal de líquido deseado durante una etapa de llenado específica del recipiente, en función de los datos preestablecidos.

[0174] Ventajosamente, el llenado no solo puede gestionarse utilizando la parcialización del caudal, sino también utilizando múltiples parcializaciones utilizando múltiples puntos de detección de nivel. Por ejemplo, después de la etapa de llenado rápido, puede realizarse una primera parcialización del caudal (40% del caudal, por ejemplo) a un primer nivel de llenado que tiene, por ejemplo, el objetivo de absorber la espuma. Posteriormente, habiendo alcanzado un segundo nivel de llenado (mayor que el primero en algunos centímetros), parcializar de nuevo dentro de la última sección con el fin de realizar el nivel final. En otras palabras, aquellos puntos en los que el líquido se detecta usando la sonda también pueden ser más de dos.

[0175] La invención permite que se obtengan numerosas ventajas, que ya se han descrito en parte.

[0176] El conjunto de válvula para una máquina de llenado con una sonda de regulación de nivel de llenado según la invención hace posible implementar la regulación del nivel de botella usando parcialización de flujo adaptándose de manera flexible a variaciones en el formato de botella.

[0177] El conjunto de válvula según la invención hace posible regular el nivel de la botella usando una partialización de caudal muy precisa.

[0178] El conjunto de válvula según la invención es sencillo y económico de fabricar.

[0179] La invención así concebida logra, por tanto, los objetivos previstos anteriores.

[0180] Por supuesto, en la práctica, también puede asumir diferentes formas y configuraciones diferentes a la ilustrada anteriormente, sin alejarse de ese modo del presente alcance de protección.

[0181] Además, todos los detalles pueden sustituirse por elementos técnicamente equivalentes, y las dimensiones, formas y materiales usados pueden ser cualesquiera según las necesidades.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

1. Conjunto de válvula (1) para una máquina para llenar recipientes con líquidos, que es adecuado para regular el llenado de un recipiente con el líquido contenido en un depósito de dicha máquina de llenado y comprende:

- un conducto de aducción (10) que se extiende a lo largo de un eje de válvula (X) y que se puede conectar de manera fluida al depósito (110) de dicha máquina de llenado (100) para permitir que el flujo de entrada de dicho líquido del depósito (110) al recipiente (B) se llene a través de una boca de descarga (10a); - un obturador (20) adecuado para regular la entrada de dicho líquido en dicho recipiente (B), obturador que está colocado de manera móvil dentro de dicho conducto de aducción (10) para moverse a lo largo del eje de válvula (X) entre una posición de cierre, en la que el obturador intercepta el conducto de aducción cerrando la sección de flujo hacia la boca de descarga, y una o más posiciones de apertura, en las que el obturador no intercepta o solo intercepta parcialmente el conducto de aducción dejando abierta una sección de flujo hacia la boca de descarga;

- un vástago de control tubular (30) del obturador, que define internamente un conducto que se extiende axialmente a lo largo del eje de válvula (X) y se abre en ambos extremos y está destinado a cruzar el depósito para sobresalir por debajo del mismo con un extremo inferior dentro del conducto de aducción y por encima del mismo con un extremo superior, estando dicho obturador (20) asociado coaxialmente con el extremo inferior de dicho vástago (30);

- una sonda (40) para detectar el nivel de llenado del recipiente, sonda que está dotada de un único punto de detección cerca de la punta y se inserta coaxialmente dentro del conducto axial definido por el vástago para moverse entre al menos una posición extraída, en la que sale de dicho conducto para insertarse dentro del recipiente, y una posición retraída, en la que no sale de dicho conducto para no enganchar el recipiente, caracterizada porque comprende:

- un primer motor eléctrico (50) que está conectado cinemáticamente a dicho vástago de control tubular (30) para mover el obturador (20) entre la posición de cierre y dicha una o más posiciones de apertura, y - un segundo motor eléctrico (60) que está conectado cinemáticamente a dicha sonda (40) para moverla con respecto a dicho vástago entre dicha al menos una posición extraída y dicha posición retraída, dicho primer motor eléctrico (50) y dicho segundo motor eléctrico (60) pueden controlarse de manera independiente uno con respecto a otro para regular respectivamente:

- la posición axial del obturador a lo largo del eje de válvula (X) con respecto al asiento de tope con el fin de ajustar la amplitud de la sección de flujo durante el llenado del recipiente, y

- la posición de la sonda dentro del recipiente que se va a llenar para ajustar el nivel de llenado controlable por medio de la propia sonda.

2. Conjunto de válvula (1) según la reivindicación 1, en el que dicho obturador (20) comprende una junta anular (21) que con dicho obturador en la posición de cierre se acopla de manera sellada a un asiento de tope (11) que se obtiene dentro de dicho conducto de aducción (10) cerca de la boca de salida (10a) y es concéntrico con el eje de válvula (X).

3. Conjunto de válvula (1) según la reivindicación 2, en el que dicho asiento de tope (11) comprende una parte cónica truncada (11a) que converge hacia la boca de salida (10a) y una parte cilíndrica (11b) que conecta la parte cónica truncada (11a) con dicha boca de salida (10a), y en el que dicha junta anular (21) a su vez comprende:

- una primera parte anular (21a) destinada a hacer tope contra la parte cónica truncada (11a) del asiento de tope (11) para hacer un sello con la misma; y

- una segunda parte anular (21b) de forma cilíndrica destinada a insertarse con una relación de interferencia dentro de la parte cilíndrica (11b) del asiento de tope (11) para hacer un sello con la misma para un recorrido axial predefinido del obturador.

4. Conjunto de válvula (1) según la reivindicación 3, en el que dicha primera parte anular (21a) está colocada axialmente con respecto a dicha segunda parte anular (21b) para hacer tope contra la parte cónica truncada (11a) del asiento de tope (11) y hacer un sello con la misma dentro de dicho recorrido axial predefinido del obturador cuando dicha segunda parte anular (21b) ya ha comenzado a hacer un sello en la parte cilíndrica (11b) del asiento de tope (11).

5. Conjunto de válvula (1) según la reivindicación 4, en el que se obtiene al menos una ventana de flujo (22) en dicha segunda parte anular (21b), que interrumpe la continuidad anular de la segunda parte anular (21b) y tiene una amplitud angular predefinida, permitiendo dicha ventana de flujo (22) un flujo parcial de líquido a través del conducto de aducción dentro de dicho recorrido axial predefinido del obturador cuando dicha primera parte anular (21a) todavía está separada del asiento de tope y no puede formar un sello.

6. Conjunto de válvula (1) según la reivindicación 5, en el que dicha ventana de flujo (22) se extiende hasta dicha primera parte anular (21a) .

7. Conjunto de válvula (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que entre la pared interna del vástago tubular (30) y la sonda (40), se define un hueco anular (41) que actúa como un conducto de retorno de aire y puede conectarse selectivamente de manera fluida al depósito o a una pluralidad de circuitos de la máquina de llenado por medio de válvulas respectivas, preferiblemente instaladas en un bloque de válvulas.

8. Conjunto de válvula (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la sonda (40) para detectar el nivel de llenado del recipiente es una sonda de fibra óptica refractiva.

9. Máquina (100) para llenar recipientes con líquidos, que comprende:

- una estructura de soporte (120);

- una torreta giratoria (130) montada de forma giratoria sobre dicha estructura de soporte (120), y dotada de un depósito (110) para contener un líquido que va a embotellarse en recipientes (B);

- una pluralidad de conjuntos de válvula (1) montados periféricamente en dicha torreta giratoria (130) cada uno para llenar un recipiente (B); y

- una unidad de control lógica (200) adecuada para gestionar automáticamente el funcionamiento de dicha máquina de llenado, caracterizada porque dichos conjuntos de válvula son conjuntos de válvula (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y

y porque la unidad de control lógica (200) está programada para gestionar cada conjunto de válvula durante el llenado del recipiente respectivo según las etapas de funcionamiento predefinidas, regulando la posición axial del obturador y la posición axial de la sonda por medio del primer motor eléctrico (50) y el segundo motor eléctrico (60), respectivamente.

10. Máquina de llenado (100) según la reivindicación 9, en la que la unidad de control lógica (200) está programada para gestionar cada conjunto de válvula durante el llenado del recipiente respectivo según las siguientes etapas de funcionamiento:

a) mover el obturador (20) a lo largo del eje de válvula (X) accionando el primer motor eléctrico (50) para llevar el obturador de la posición de cierre a una posición de apertura completa con el fin de llevar a cabo una etapa de llenado rápido del recipiente;

b) mover la sonda (40) a lo largo del eje de válvula (X) accionando el segundo motor eléctrico (50) para llevar la sonda de la posición retraída a una primera posición extraída en la que la punta de sonda se coloca a un nivel de llenado intermedio predefinido que es inferior al nivel de llenado deseado;

c) cuando la sonda detecta que el líquido ha alcanzado el nivel de llenado intermedio, mover el obturador (20) a lo largo del eje de válvula (X) accionando el primer motor eléctrico (50) para mover el obturador de la posición de apertura completa a una posición de apertura parcial con el fin de pasar de una etapa de llenado rápido a una etapa de llenado lento del recipiente;

d) simultáneamente con la etapa c) , mover la sonda (40) a lo largo del eje de válvula (X) accionando el segundo motor eléctrico (50) para llevar la sonda de la primera posición extraída a una segunda posición extraída en la que la punta de sonda se coloca en el nivel de llenado deseado;

e) cuando la sonda detecta que el líquido ha alcanzado el nivel de llenado deseado, mover el obturador (20) a lo largo del eje de válvula (X) accionando el primer motor eléctrico (50) para llevar el obturador de la posición de apertura parcial a la posición de cierre con el fin de interrumpir el llenado.

11. Máquina de llenado (100) según la reivindicación 9 o 10, en la que dicha etapa b) se lleva a cabo con la etapa a) ya iniciada.

12. Máquina de llenado (100) según la reivindicación 9, 10 u 11, en la que la unidad de control lógica (200) está programada para gestionar cada conjunto de válvula durante el llenado del recipiente respectivo con una etapa de funcionamiento adicional f) que se realiza antes de dicha etapa a) y que incluye mover el obturador (20) a lo largo del eje de válvula (X) accionando el primer motor eléctrico (50) para mover el obturador de la posición de cierre a una posición de apertura parcial con el fin de iniciar una etapa de llenado lento del recipiente.

13. Máquina de llenado (100) según la reivindicación 9, 10, 11 y 12, en la que la unidad de control lógica (200) está programada para ajustar el nivel de llenado intermedio predefinido en función del formato del recipiente tratado en cada conjunto de válvula y/o basándose en la espumosidad del líquido, basándose en datos preestablecidos.

14. Máquina de llenado (100) según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, en la que la unidad de control lógica (200) está programada para regular la posición axial tomada por el obturador y, por tanto, la sección de flujo en función del caudal de líquido deseado durante una etapa de llenado específica del recipiente, basándose en datos preestablecidos.

15. Máquina de llenado (100) según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, en la que la unidad de control lógica (200) está programada para gestionar cada conjunto de válvula (1) durante el llenado del recipiente respectivo con una o más etapas de parcialización del flujo a diferentes niveles de llenado del recipiente (B) y en la que dichas etapas de parcialización del flujo pueden realizarse antes y/o después de la etapa de llenado rápido (etapa a) y antes de la etapa de llenado lento final (etapa c).