ITPR20010063A1 - Gruppo valvola di riempimento, in particolare per macchina riempitrice di contenitori con liquidi. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di breveto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: GRUPPO VALVOLA DI RIEMPIMENTO, IN PARTICOLARE PER MACCHINA RIEMPITRICE DI CONTENITORI CON LIQUIDI.

Forma oggeto del presente trovato un gruppo valvola di riempimento 1, in particolare per macchina riempitrice di contenitori con liquidi preferibilmente piatti, ad esempio acqua, del tipo comprendente almeno un primo condoto 2 per l’afflusso del liquido di riempimento ad un contenitore 3 sotostante ed almeno un secondo condotto 4 scorrevolmente inserito nel primo condotto e presentante una porzione otturatrice 4a in corrispondenza della propria estremità inferiore. Tale secondo condotto 4 è mobile tra una prima configurazione operativa in cui la porzione otturatrice chiude completamente una bocca di erogazione 2a del primo condoto 2 ed una seconda configurazione operativa in cui detta porzione è disimpegnata dalla bocca di erogazione e consente l’afflusso di liquido al contenitore 3, e viceversa. Il gruppo valvola di riempimento 1 comprende altresì mezzi 5 per portare il secondo condotto 4 nella seconda configurazione operativa di afflusso e mezzi 6 per riportare il secondo condotto medesimo nella prima configurazione operativa di chiusura.

Come è noto, nel settore dell’ imbottigliamento i contenitori, tipicamente bottiglie, ma anche lattine o vasetti, vengono riempiti mediante macchine riempitrici dotate solitamente di una pluralità di teste di riempimento disposte in corrispondenza della periferia di una piattaforma rotante, alle quali sono associate altrettante valvole riempitrici.

Come è noto dal brevetto IT1265531 della stessa Richiedente, ciascuna testa comprende un gruppo valvola di riempimento provvisto di un primo condotto per l’afflusso di liquido da un serbatoio ad un contenitore posizionato coassialmente al di sotto del condotto medesimo e di un secondo condotto atto a consentire, durante la fase di riempimento, la fuoriuscita di gas o aria presente nel contenitore stesso. In particolare, tale secondo condotto è inserito almeno parzialmente aH’intemo del condotto di afflusso del liquido, in posizione coassiale, ed è scorrevolmente mobile relativamente a quest’ultimo per inserirsi aH’intemo del contenitore.

Il secondo condotto è provvisto, sulla superficie laterale esterna in posizione intermedia tra le due estremità, di un risalto fungente da otturatore per il condotto di afflusso del liquido. Durante il movimento del secondo condotto, tale risalto apre o chiude una luce di passaggio del liquido, facendo o meno tenuta su una membrana disposta in posizione anulare al secondo condotto e solidale a pareti laterali interne del condotto di afflusso del liquido.

D movimento del secondo condotto viene comandato da un dispositivo che rileva la pressione presente tra i due condotti determinata dal raggiungimento di un livello prefissato di liquido nel contenitore, in modo indipendente dalla velocità della macchina riempitrice. In particolare, quando il liquido di riempimento lambisce l’estremità inferiore del secondo condotto e la pressione è tale da spingere verso l’alto il condotto stesso, si realizza la chiusura idraulica del condotto di afflusso a causa dell 'interazione tra otturatore e membrana.

Generalmente, il riempimento dei contenitori viene controllato rilevando il livello raggiunto dal prodotto airintemo del contenitore. Spesso, infatti, per motivi commerciali, si preferisce stabilire un livello di riempimento dei contenitori, soprattutto nel caso in cui i contenitori siano almeno parzialmente trasparenti.

In accordo con una differente tecnica nota, esistono gruppi valvola di riempimento nei quali l'interruzione dell’afflusso di liquido al contenitore avviene al raggiungimento di un prefissato livello, misurato mediante una cannula di livello inserita nel condotto di afflusso del liquido stesso, secondo un accoppiamento analogo a quello descritto nel brevetto citato, ma senza utilizzare un dispositivo basato sulla pressione esistente tra i due condotti coassiali.

In questo caso, al raggiungimento di un livello prefissato, dalla cannula fuoriesce anche una certa quantità di liquido oltre ad aria o gas.

Esistono altresì dispositivi rilevatori di livello che utilizzano sensori magnetici o in alternativa sono noti mezzi volumetrici che introducono una prefissata quantità di liquido. In quest’ultimo caso, tuttavia, un’eventuale lieve deformazione del contenitore comporta il raggiungimento di un livello di riempimento differente.

In accordo con la tecnica nota, il secondo condotto o la cannula sono dotati di un deflettore di flusso posizionato in corrispondenza della porzione che si inserisce nel contenitore, allo scopo di controllare, almeno parzialmente, il grado di turbolenza in corrispondenza della mezzeria del contenitore in vicinanza dell’ estremità del condotto stesso o della cannula di livello.

I gruppi valvola di riempimento sopra sommariamente descritti presentano alcuni inconvenienti.

Innanzitutto, per quanto riguarda i gruppi valvola di riempimento dotati di una membrana anulare tra i due condotti, tali gruppi non sono di semplice costruzione, in quanto richiedono precise tolleranze tra membrana, condotto di afflusso e condotto per la fuoriuscita di gas o aria, e piccole differenze di pressione tra i circuiti possono produrre malfunzionamenti nella chiusura della valvola.

Per quanto riguarda la cannula di livello, essa presenta l’importante inconveniente di provocare la fuoriuscita di liquido, oltre a quella di aria o gas presenti nel contenitore, al raggiungimento del livello di riempimento desiderato. Tale inconveniente è particolarmente fastidioso, in quanto comporta problemi di riciclo e/o smaltimento del liquido fuoriuscito.

Scopo del presente trovato è quello di eliminare i suddetti inconvenienti rendendo disponibile un gruppo valvola di riempimento, in particolare per macchina riempitrice di contenitori con liquidi, che sia di facile costruzione ed eviti il pescaggio, e la conseguente fuoriuscita di liquido di riempimento dal contenitore.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un gruppo valvola di riempimento che sia normalmente chiuso, ossia che in configurazione di riposo impedisca la fuoriuscita di liquido di riempimento.

Un altro scopo del presente trovato è quello di rendere disponibile un gruppo valvola di riempimento che consenta di riempire rapidamente un contenitore, rilevando con precisione il livello raggiunto dal liquido.

Ulteriore scopo del presente trovato è quello di ottenere ciò in modo estremamente semplice ed economico.

Detti scopi sono pienamente raggiunti dal gruppo valvola di riempimento, in particolare per macchina riempitrice di contenitori con liquidi, oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate ed in particolare per il fatto di comprendere mezzi pneumatici collegati ad un condotto per gas o aria ed operativamente attivi su mezzi per riportare detto condotto in una configurazione operativa di chiusura, al raggiungimento di un prefissato livello del liquido nel contenitore.

Questa ed altre caratteristiche risulteranno meglio evidenziate dalla descrizione seguente di una preferita forma di realizzazione illustrata, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, nelle unite tavole di disegno, in cui:

- la figura 1 illustra una vista frontale parzialmente sezionata di un gruppo valvola di riempimento secondo il trovato, in una configurazione operativa sollevata;

- la figura 2 illustra una vista frontale parzialmente sezionata del gruppo di figura 1 in una configurazione operativa di inserimento airintemo di un contenitore, in fase di riempimento;

- la figura 3 illustra una vista frontale parzialmente sezionata del gruppo di figura 1 in una configurazione operativa di inserimento all 'interno del contenitore, ma non in fase di riempimento;

- la figura 4 illustra una vista frontale parzialmente sezionata del gruppo di figura 1 in una configurazione operativa di inizio sollevamento dal contenitore;

- le figure 5 e 6 illustrano viste frontali ingrandite di un dettaglio costruttivo del gruppo valvola di riempimento mostrato nelle figure precedenti.

Con riferimento alle figure, il gruppo valvola di riempimento è globalmente indicato con il numero 1 e comprende almeno un primo condotto 2 per l’afflusso di liquido di riempimento ad un contenitore 3 posizionato al di sotto del condotto medesimo. D gruppo 1 è dotato di un secondo condotto 4, scorrevolmente inserito nel condotto di afflusso 2, e preferibilmente coassiale ad esso, per consentire la fuoriuscita di gas o aria presenti airintemo del contenitore 3 prima del riempimento.

Il secondo condotto 4 presenta una porzione otturatrice 4a in corrispondenza della propria estremità inferiore ed è mobile tra una prima configurazione operativa (come mostrato nelle figure 1, 3, 4) in cui detta porzione otturatrice 4a chiude completamente ima bocca di erogazione 2a del primo condotto 2 ed una seconda configurazione operativa (come mostrato in figura 2) in cui detta porzione otturatrice 4a è disimpegnata dalla bocca di erogazione 2a e consente l’afflusso di liquido al contenitore, e viceversa.

Il gruppo 1 comprende inoltre mezzi 5 per portare il condotto 4 nella seconda configurazione operativa di afflusso e di mezzi 6 per riportare detto condotto nella prima configurazione operativa di chiusura. In particolare, il secondo condotto 4 si muove relativamente al primo per l’azione combinata dei mezzi 5 e dello spostamento di tutto il gruppo valvola di riempimento che, come mostrato nelle figure, risulta mobile tra una configurazione operativa sollevata (figura 1) ed una configurazione operativa di inserimento aH’intemo di un contenitore 3 (figure 2, 3, 4).

I mezzi 5 per portare il secondo condotto 4 nella configurazione operativa di afflusso comprendono almeno un elemento di riscontro 11 solidale al primo condotto 2 e conformato in modo tale da appoggiarsi ad un’imboccatura 3a del contenitore 3, consentendo lo scorrimento del secondo condotto relativamente al primo ed il conseguente disimpegno della porzione otturatrice della bocca di erogazione 2a del primo condotto 2.

Nella forma di realizzazione illustrata, il primo ed il secondo condotto sono tra loro collegati mediante un elemento elastico 12, tipicamente una molla, e tutto il gruppo di riempimento 1 è mobile di moto alternato verticale sotto l’azione di una camma (non illustrata) operativamente attiva su una rotella 13 solidale al secondo condotto 4. In tal modo è possibile sollevare il gruppo 1 per consentire il posizionamento di un contenitore da riempire al di sotto del gruppo medesimo. Al contrario, in fase di inserimento, il gruppo valvola di riempimento si sposta verso il basso sotto l’azione del proprio peso e di un ulteriore elemento elastico, preferibilmente un’altra molla 14. Più precisamente, il gruppo 1 si sposta verso il contenitore 3 sotto l’azione del proprio peso e della molla 14, consentendo al condotto di afflusso 2 di arrestarsi in seguito al contatto dell’elemento di riscontro 11 con l’imboccatura 3 a del contenitore 3. Il secondo condotto 4, data la presenza dell’elemento elastico 12, prosegue il suo spostamento verso il basso, scorrendo relativamente al primo condotto 2 e fuoriuscendo parzialmente rispetto a quest’ultimo, per consentire l’apertura della bocca di erogazione 2a del condotto di afflusso.

Con riferimento in particolare alle figure 5 e 6, il gruppo 1 comprende originalmente mezzi pneumatici 7 collegati al secondo condotto 4 ed operativamente attivi sui mezzi 6 per riportare il condotto medesimo nella configurazione operativa di chiusura, al raggiungimento di un prefissato livello del liquido nel contenitore.

Nella forma di realizzazione descritta ed illustrata, tali mezzi pneumatici 7 comprendono almeno una sorgente di pressione (non illustrata) ed almeno una camera 8 comunicante con il secondo condotto 4 e presentante almeno un’apertura 8a operativamente comunicante con un condotto (non illustrato) associato a detta sorgente di pressione. È presente inoltre un elemento elastico 9, preferibilmente una membrana, ancorato internamente alla camera 8 per ripartirla in due volumi distinti. In particolare, tale elemento elastico 9 è flessibilmente mobile per effetto della pressione esercitata dal gas o aria presente nel secondo condotto 4, tra una configurazione di riposo (figure 1, 3, 4, 5) ed una configurazione di ostruzione dell’apertura 8a (figure 2 e 6).

Come mostrato nelle figure 5 e 6, la membrana 9 si trova in posizione di riposo (figura 5) se, attraverso il secondo condotto 4, non ritorna aria dal contenitore 3, mentre detta membrana intercetta l’apertura 8a (figura 6) se nel secondo condotto fluisce aria proveniente dal contenitore.

Tali mezzi pneumatici 7 comprendono inoltre almeno una valvola (non illustrata) operativamente attiva sul condotto associato alla sorgente di pressione, allo scopo di rilevare una diminuzione di pressione aU’intemo del secondo condotto 4. In particolare, tale valvola è conformata in modo tale da consentire alla sorgente di inviare fluido in pressione ai mezzi 6, se non ritorna aria dal contenitore e di interrompere il flusso di fluido se, al contrario, si ha ritorno d’aria, allo scopo di riportare il condotto 4 nella configurazione operativa di chiusura. Nell’esempio illustrato, tali mezzi 6 comprendono un cilindro 10 coassiale al condotto 4 e cooperante con una porzione 4b dello stesso definente una superficie attiva 4c per il fluido in pressione inviato dalla sorgente, allo scopo di provocare lo scorrimento del secondo condotto relativamente al primo. In sintesi, l’accoppiamento tra cilindro 10 e porzione 4b del secondo condotto 4 è del tipo cilindro-pistone.

Nell’esempio illustrato, la porzione otturatrice 4a definisce, in fase di erogazione, un deflettore per il flusso di liquido in ingresso al contenitore 3.

II funzionamento del trovato è il seguente.

Con riferimento alla figura 1, il gruppo 1 è mantenuto sollevato da una camma che agisce sulla rotella 13, per consentire il posizionamento del contenitore 3 al di sotto del gruppo stesso. In questa configurazione, il condotto di afflusso 2 è chiuso dalla porzione otturatrice 4a del secondo condotto 4. Si tratta pertanto di un gruppo valvola di riempimento del tipo normalmente chiuso.

Successivamente, la camma rilascia la rotella 13 ed il gruppo 1 si sposta verso il contenitore 3 sotto l’azione del proprio peso e della molla 14. Il condotto di afflusso 2 si arresta in seguito al contatto dell’elemento di riscontro 11 con l’imboccatura 3a del contenitore 3. Il secondo condotto 4, data la presenza dell’elemento elastico 12, prosegue il suo spostamento verso il basso, scorrendo relativamente al primo condotto 2 e fuoriuscendo parzialmente rispetto a quest’ultimo, per consentire l’apertura della bocca di erogazione 2a del condotto di afflusso.

Durante il riempimento, l’aria contenuta all’intemo del contenitore 3 fuoriesce dal condotto 4 e provoca la flessione della membrana 9, la quale intercetta l’apertura 8a, controbilanciando la pressione imposta aU’intemo del condotto associato alla sorgente di pressione dalla sorgente stessa.

Non appena il pelo libero del liquido di riempimento entra in contatto con l’estremità del condotto 4 di fuoriuscita di aria e/o gas, la pressione esercitata sulla membrana 9 si annulla per effetto della diversa viscosità tra aria e liquido. Conseguentemente, la membrana 9 ritorna nella posizione iniziale e libera l’apertura 8a, determinando un calo di pressione nel condotto associato alla sorgente di pressione, calo che viene rilevato dalla valvola, la quale provvede ad azionare i mezzi 6 per riportare il condotto 4 nella configurazione operativa di chiusura. In particolare, la valvola provvede ad indirizzare fluido in pressione proveniente dalla sorgente di pressione direttamente nel cilindro 10; tale fluido, espandendosi nel cilindro 10, esercita una forza sulla porzione 4b del secondo condotto 4, provocandone il sollevamento e permettendo quindi la chiusura della bocca di erogazione 2a del condotto di afflusso 2.

Successivamente, la camma, agendo sulla rotella 13, riporta il gruppo 1 in posizione sollevata e contemporaneamente il cilindro 10 scarica il fluido in pressione in esso rimasto e si predispone per un nuovo ciclo.

In particolare, si evidenzia che, in posizione sollevata, il gruppo 1 si trova in posizione normalmente chiusa per la presenza della molla 12 di collegamento tra il condotto di afflusso 2 ed il condotto 4.

II trovato consegue importanti vantaggi.

Innanzituto, il grappo 1, data la presenza della porzione otturatrice 4a operativamente ativa diretamente sulla bocca di erogazione 2a del condoto di afflusso 2, consente di interrompere l’erogazione, senza Γ interposizione di alcuna membrana, o di altri componenti meccanici, tra i due condoti.

In secondo luogo, un grappo secondo il trovato, consente di rilevare il livello di riempimento, evitando il pescaggio e la conseguente fuoriuscita di liquido dal contenitore.

Vantaggiosamente, il grappo 1, in configurazione di riposo, è normalmente chiuso e quindi, in caso di guasto alla linea di riempimento, non è richiesto alcun tipo di intervento manuale per prevenire la fuoriuscita accidentale di liquido.

Un ulteriore vantaggio è rappresentato dal fato che un grappo valvola di riempimento secondo il trovato, consente di riempire rapidamente un contenitore, rilevando con precisione il livello raggiunto dal liquido.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo valvola di riempimento ( 1 ), in particolare per macchina riempitrice di contenitori con liquidi, del tipo comprendente: almeno un primo condotto (2) per l afflusso di liquido di riempimento ad un contenitore (3) posizionato al di sotto del condotto (2) medesimo; almeno un secondo condotto (4) per gas o aria scorrevolmente inserito nel primo condotto (2) e presentante una porzione otturatrice (4a) in corrispondenza della propria estremità inferiore, detto secondo condotto (4) essendo mobile tra una prima configurazione operativa in cui la porzione otturatrice (4a) chiude completamente una bocca di erogazione (2a) del primo condotto (2) ed una seconda configurazione operativa in cui detta porzione (4a) è disimpegnata dalla bocca di erogazione (2a) e consente l’afflusso di liquido al contenitore (3), e viceversa; mezzi (5) per portare il secondo condotto (4) in detta seconda configurazione operativa di afflusso; e mezzi (6) per riportare il secondo condotto (4) in detta prima configurazione operativa di chiusura, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi (7) pneumatici collegati al secondo condotto (4) ed operativamente attivi su detti mezzi (6) per riportare il secondo condotto (4) in detta prima configurazione operativa di chiusura, al raggiungimento di un prefissato livello del liquido nel contenitore.
2. 2. Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti mezzi (7) pneumatici comprendono: almeno una sorgente di pressione; almeno una camera (8) comunicante con il secondo condotto (4) e presentante almeno un’apertura (8a) operativamente comunicante con un condotto associato a detta sorgente di pressione; almeno un elemento elastico (9) ancorato internamente a detta camera (8) per ripartirla in due volumi distinti, detto elemento elastico (9) essendo flessibilmente mobile, per effetto della pressione esercitata dal gas o aria presente nel secondo condotto (4), tra una configurazione di riposo ed una configurazione di ostruzione di detta apertura (8a); e almeno una valvola operativamente attiva su detto condotto associato alla sorgente di pressione per rilevare una diminuzione di pressione airintemo del secondo condotto (4), detta valvola essendo conformata in modo tale da consentire alla sorgente di inviare fluido in pressione ai mezzi (6) per riportare il secondo condotto (4) nella prima configurazione operativa di chiusura.
3. 3. Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto elemento elastico (9) è sostanzialmente una membrana.
4. 4. Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (6) per riportare il secondo condotto (4) in detta prima configurazione operativa di chiusura comprendono un cilindro (10) coassiale al secondo condotto (4) e cooperante con una porzione (4b) dello stesso definente una superficie attiva (4c) per un fluido in pressione inviato da detta sorgente di pressione, per provocare lo scorrimento del secondo condotto (4) relativamente al primo (2).
5. 5. Grappo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti mezzi (5) per portare il secondo condotto (4) in detta seconda configurazione operativa di afflusso comprendono almeno un elemento (11) di riscontro solidale al primo condotto (2) e conformato in modo tale da appoggiarsi ad un’imboccatura (3a) del contenitore (3), consentendo lo scorrimento del secondo condotto (4) relativamente al primo (2) ed il conseguente disimpegno di detta porzione otturatrice (4a) dalla bocca di erogazione (2a) del primo condotto (2).
6. 6. Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto primo e detto secondo condotto (2;4) sono tra loro collegati mediante almeno un elemento elastico (12).
7. 7. Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una rotella (13) solidale al secondo condotto (4) ed associabile ad una camma di azionamento per sollevare il gruppo valvola di riempimento (1) per consentire il posizionamento di un contenitore (3) da riempire al di sotto del gruppo (1) medesimo.
8. 8. Gruppo di riempimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta porzione otturatrice (4a) del secondo condotto (4) definisce, in fase di erogazione, un deflettore per il flusso di liquido in ingresso al contenitore (3).
9. 9. Impianto di riempimento, caratterizzato dal fatto di comprendere un gruppo valvola di riempimento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.