ITPR20080055A1 - Apparato di trattamento di contenitori - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

"APPARATO DI TRATTAMENTO DI CONTENITORI"

La presente invenzione ha per oggetto un apparato di trattamento dì contenitori, in particolare per l'impiego nel settore del confezionamento (primario) ed imbottigliamento di bevande o fluidi alimentari (ad esempio latte, vino e olio).

Come à ̈ noto, esìstono in commercio apparati di trattamento di contenitori in grado di svolgere una pluralità di lavorazioni come l'etichettatura, la sciacquatura, il riempimento, la tappatura e l'incapsulamento dei contenitori stessi. Al termine di tali operazioni, i contenitori sono pronti per il confezionamento secondario (comunemente noto con il termine inglese "packaging"), che non à ̈ oggetto della presente invenzione.

Gli apparati in commercio sono ottenuti mediante il collegamento di opportune macchine, ciascuna in grado di svolgere una o più delle suddette lavorazioni. Tipicamente, tali macchine sono posizionate su rispettivi basamenti sostenuti da telai massicci. I collegamenti tra le varie macchine sono effettuati mediante longheroni posti ad altezze superiori rispetto a quelle dei basamenti. Tali longheroni servono per il trasporto dei contenitori dall'uscita di una macchina all'ingresso di un'altra.

Il principale svantaggio dell'arte nota à ̈ legato al fatto che i contenitori scorrono su catene chiuse posizionate sui longheroni o sono trasportate da stelle di trasferimento o coclee (viti senza fine). Ogni catena, disposta verticalmente nello spazio, à ̈ costituita da una porzione superiore sulla quale appoggiano i contenitori (comunemente detta "andata") e da una porzione inferiore sottostante al longherone (comunemente detta "ritorno"). La porzione superiore della catena svolge un ruolo attivo, in quanto serve a movimentare i contenitori, mentre la porzione inferiore della catena serve solo a garantire la continuità del processo di scorrimento. Tale configurazione della catena con andata e ritorno presuppone la presenza di pulegge di movimentazione della catena medesima, complicando ulteriormente la complessità costruttiva dell'apparato, l'ingombro ed i costi.

Le stelle di trasferimento catturano in sedi opportune, ricavate sulla base delle dimensioni del formato, i contenitori e li trasportano lungo la loro circonferenza, alla fine del tratto cedono il contenitore o a un nastro o a una coclea o comunque a una successiva stella. Le coclee sono utilizzate per trasportare in tratti rettilinei i contenitori e sono utilizzare per dare o variare un passo ai contenitori.

Sia le stelle di trasferimento che le coclee per descrivere un anello chiuso hanno bisogno di essere abbinate in sistemi complessi.

Tali caratteristiche rendono inoltre difficili e lunghe le operazioni di lavaggio e di manutenzione dell'apparato stesso.

Una prima tipologia di apparato prevede l'assemblaggio in linea delle macchine. Il principale svantaggio di tale tipologia di apparato risiede nel notevole ingombro (per esempio oltre 20 m<2>).

Ulteriore svantaggio dell'apparato così costituito risiede nel peso dei telai massicci, che possono raggiungere anche 300 Kg, comportando notevoli difficoltà di movimentazione.

Altro inconveniente della soluzione sopra citata à ̈ legato al fatto che il carico e lo scarico dei contenitori nell'apparato richiede per il controllo contemporaneo almeno due operatori. Infatti, la disposizione lineare delle macchine presuppone che l'ingresso e l'uscita dei contenitori siano alle due estremità della linea, ad una distanza generalmente compresa tra 5 m e 7 m.

Altro svantaggio della tecnica nota à ̈ legato alla necessità di dover progettare i collegamenti tra le varie macchine. La struttura dell'apparato risulta pertanto molto complessa.

Una seconda tipologia di apparato prevede la presenza di una catena chiusa munita di elementi dentati flessibili e disposta orizzontalmente nello spazio. Tale catena, provvista di due pulegge, Ã ̈ composta da una porzione attiva, cooperante con uno scivolo ad essa affiancato, e da una porzione inattiva. In particolare, gli elementi dentati della porzione attiva movimentano i contenitori posti sullo scivolo dall'uscita di una macchina all'ingresso di un'altra.

Anche in questa seconda tipologia di apparati, la porzione inattiva della catena serve solo a conferire continuità al processo di scorrimento, aumentando gli ingombri ed i costi complessivi.

Altro svantaggio delle soluzioni note risiede nell'asincronismo tra i diversi tratti di scorrimento dei contenitori. Infatti, sono generalmente presenti svariate unità di motorizzazione per azionare le catene di scorrimento dei contenitori. Perciò, i contenitori si muovono lungo i vari tratti a velocità diverse.

Altro svantaggio dell'arte nota à ̈ legato al fatto che gli apparati descritti sono sottoposti alle contaminazioni dell'ambiente esterno, ad esempio all'accumulo di polveri o di residui di condensazione, e sono difficili da lavare e sanificare.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione à ̈ proporre un apparato di trattamento di contenitori che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, Ã ̈ scopo del presente trovato mettere a disposizione un apparato di trattamento di contenitori dalla struttura semplice, in modo tale da ridurre il peso, l'ingombro ed il costo complessivo dell'apparato stesso.

Altro scopo del presente trovato à ̈ rendere disponibile un apparato di trattamento di contenitori che consente di semplificare e velocizzare le operazioni di pulizia e manutenzione.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ mettere a disposizione un apparato di trattamento di contenitori compatto e facilmente controllabile durante il funzionamento (anche da un solo operatore), con particolare riferimento al carico e lo scarico manuale, alle procedure di avviamento e collaudo.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ proporre un apparato di trattamento di contenitori in cui la velocità di scorrimento dei contenitori sia sostanzialmente costante lungo tutto il percorso di lavorazione.

Altro scopo della presente invenzione à ̈ realizzare un apparato di trattamento di contenitori nel quale le contaminazioni esterne risultino ridotte.

Altro scopo del presente trovato à ̈ rendere disponibile un metodo per descrivere con la maggior semplicità ed economia possibile il tragitto ottimale del contenitore nell'apparato di trattamento.

II compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un apparato di trattamento di contenitori comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva dì un apparato di trattamento di contenitori, come illustrato negli uniti disegni in cui:

la figura 1 illustra l'apparato di trattamento di contenitori, secondo la presente invenzione, m vista dall'alto;

la figura 2 illustra l'apparato di figura 1, in vista laterale;

la figura 3 illustra l'apparato di figura 1, in vista frontale;

la figura 4 illustra l'apparato di figura 1, in cui alcuni elementi sono stati rimossi per chiarezza, in vista dall'alto;

- la figura 5 illustra l'apparato di figura 1, in vista frontale sezionata;

la figura 6 illustra un dettaglio dell'apparato di figura 1;

la figura 7 illustra una pluralità di apparati di figura 1 connessi in parallelo, secondo la presente invenzione, in vista schematica dall'alto.

Con riferimento alle figure, con 1 à ̈ stato indicato un apparato di trattamento di contenitori 2, in particolare usato nel settore del confezionamento ed imbottigliamento di bevande o fluidi alimentari. In particolare, la forma dei contenitori 2 à ̈ legata alle caratteristiche fisiche ed organolettiche del fluido di riempimento {vino, olio, latte, ecc.). Tali contenitori 2 sono realizzati in svariati materiali (ad esempio plastica o vetro) in base al fluido di riempimento, alla destinazione dei prodotti ed al mercato di riferimento. In particolare, i contenitori 2 sono cilindrici o sagomati e, preferibilmente, hanno una capacità variabile tra circa 150 mi e 51.

L'apparato 1 presenta un ingresso 3 per i contenitori 2 da trattare ed un'uscita 4 per i contenitori 2 già trattati. Vantaggiosamente, l'apparato 1 comprende un basamento 5 disposto orizzontalmente. Preferibilmente, il basamento 5 ha un'estensione planare. Preferibilmente, il basamento 5 à ̈ realizzato in materiale plastico. Più preferibilmente, il basamento 5 à ̈ realizzato in polietilene. Il basamento 5 à ̈ connesso ad un telaio 6 in modo tale da essere mantenuto in posizione sollevata ad una distanza prefissata d da terra. Preferibilmente, il telaio 6 à ̈ realizzato per esempio in acciaio inox ed ha un peso contenuto perché non ha una struttura massiccia. Ad esempio, il telaio 6 pesa circa 180 Kg.

L'apparato 1 à ̈ provvisto di mezzi dì trasporto dei contenitori 2. Originalmente, i mezzi di trasporto comprendono un organo 7 di trasporto dei contenitori 2 definente un percorso chiuso. Tale organo 7 di trasporto comprende una porzione superiore definente una superficie 10 superiore di appoggio dei contenitori 2 ed una porzione inferiore definente la catena 9. La superficie 10 superiore di appoggio dei contenitori 2 à ̈ estesa a tutto lo sviluppo dell'organo 7 di trasporto lungo il percorso chiuso. In tal modo, ì contenitori 2 appoggiati sulla superficie 10 vengono trasportati dall'organo 7 di trasporto lungo l'intero percorso chiuso. Vantaggiosamente, il percorso chiuso à ̈ disposto orizzontalmente. Originalmente, l'ingresso 3 e l'uscita 4 dell'apparato 1 sono disposti lungo il percorso chiuso ed in prossimità l'uno dell'altro. Preferibilmente, l'ingresso 3 e l'uscita 4 sono adiacenti l'uno all'altro.

Vantaggiosamente, l'organo 7 di trasporto à ̈ operativamente accoppiato ad una guida 8 ricavata nel basamento 5. In particolare, tale guida 8 à ̈ realizzata come scanalatura nel basamento 5. L'organo 7 di trasporto comprende una catena 9 inserita nella guida 8. In una preferita forma realizzativa, la catena 9 à ̈ realizzata in un pezzo unico. Preferibilmente, la catena 9 ha una sezione a forma di "T" o di pi greco. Più preferibilmente, la catena 9 à ̈ realizzata in materiale plastico. In particolare, tale catena 9 scorre sulla guida 8 seguendo il percorso chiuso. Durante il trasporto, i contenitori 2 sono appoggiati sulla superficie 10 superiore di appoggio dell'organo 7 di trasporto. In particolare, tale superficie 10 superiore di appoggio dei contenitori 2 à ̈ rappresentata da una faccia superiore della catena 9. Tale catena 9 ingrana in una ruota 11 dentata (o pignone) alloggiata in un vano ricavato nel basamento 5. Vantaggiosamente, tale ruota 11 dentata presenta un asse di rotazione verticale. In particolare, l'asse di rotazione della ruota 11 dentata à ̈ ortogonale al basamento 5. Preferibilmente, la ruota 11 dentata à ̈ rimovibile dal vano di alloggiamento per poter sfilare la catena 9 nelle operazioni di manutenzione.

Preferibilmente, l'apparato 1 à ̈ provvisto di binari 15 laterali di protezione posizionati lateralmente alla guida 8, ovvero alla catena 9, in modo tale da impedire il capovolgimento dei contenitori 2. Preferibilmente, tali binari 15 sono ancorati al basamento 5 ad un'altezza di circa 10 cm. Ad esempio, i binari 15 sono realizzati in materiale plastico morbido (per esempio polietilene a sezione circolare) per attutire le sollecitazioni impresse ai contenitori 2 nel caso di urto contro i binari 15 stessi. Preferibilmente, i binari 15 affiancano la guida 8 lungo tutto il suo svolgimento. In particolare, uno dei binari 15 definisce un primo circuito interno al percorso chiuso, mentre l'altro dei binari 15 definisce un secondo circuito esterno al percorso chiuso. In alternativa, i binari 15 affiancano la guida 8 solamente per alcuni tratti predefiniti del suo svolgimento. Ad esempio, tali tratti predefiniti compredono curve della guida 8 o passaggi di particolare instabilità per i contenitori 2.

L'apparato 1 comprende almeno una stazione 16 di lavorazione dei contenitori 2 posizionata sul basamento 5. Preferibilmente, l'apparato 1 comprende almeno quattro stazioni 16 di lavorazione dei contenitori 2 da trattare posizionate sul basamento 5. Ad esempio, in una stazione 16a di etichettatura avviene l'applicazione di etichette sui contenitori 2. In particolare, tali etichette riportano parametri relativi al confezionamento dei contenitori 2, come la data di scadenza ed il numero di lotto. In alternativa o in aggiunta, tali etichette riportano dati relativi alla bevanda o al fluido di riempimento dei contenitori 2. In alcune forme realizzative dell'apparato 1, sono presenti due stazioni 16a di etichettatura.

Preferibilmente, in una stazione 16b di sciacquatura à ̈ presente una macchina sciacquatrice, posizionata sul basamento 5. In corrispondenza della stazione 16b di sciacquatura, i contenitori 2 vengono sottoposti al risciacquo con acqua, eventualmente addizionata di composti igienizzanti, in modo tale da rimuovere corpi estranei accumulatisi all'interno dei contenitori 2 stessi.

Preferibilmente, in una stazione 16c di riempimento, i contenitori 2 vengono riempiti col fluido di riempimento. Ad esempio, tale riempimento à ̈ effettuato mediante una giostra di riempimento di tipo noto.

Preferibilmente, in una stazione 16d di tappatura, i contenitori 2 sono sigillati mediante tappi di protezione. In alcuni settori, ad esempio in quello enologico, Ã ̈ prevista una stazione 16e di incapsulamento per l'applicazione di capsule copritappo.

Preferibilmente, il telaio 6 Ã ̈ costituito da elementi tubolari o da travi 17 connesse tra loro in modo tale da sostenere l'apparato 1 in zone prestabilite. Ad esempio, tali zone prestabilite comprendono una prima zona sottostante al basamento 5 in corrispondenza della stazione 16a di etichettatura ed una seconda zona sottostante al basamento 5 in corrispondenza della stazione 16b di tappatura. Preferibilmente, il telaio 6 Ã ̈ provvisto di mezzi di locomozione (ad esempio ruote) per agevolare lo spostamento dell'apparato 1. In alternativa, il telaio 6 Ã ̈ dotato di piedi 18 di appoggio al terreno.

Originalmente, il basamento 5 à ̈ suddiviso in porzioni 12. In particolare, il basamento 5 comprende almeno una prima porzione 12a ed una seconda porzione 12b distanziabili per tensionare la catena 9. Più preferibilmente, il basamento 5 comprende anche una terza porzione 12c connessa alla seconda porzione llb. In particolare, la prima porzione 12a ospita le lavorazioni "a secco" sui contenitori 2, ad esempio la stazione 16a di etichettatura. La seconda porzione 12b ospita preferibilmente le lavorazioni "semisecche" sui contenitori 2, ad esempio la stazione 16b di sciacquatura. La terza porzione 12c ospita preferibilmente le lavorazioni "bagnate" sui contenitori 2, ad esempio la stazione 16c di riempimento.

Secondo una variante realizzativa non illustrata, l'apparato 1 definisce un ambiente 19 chiuso. Più preferibilmente, l'apparato 1 à ̈ provvisto di mezzi di sterilizzazione operativamente attivi sull'ambiente 19 chiuso per renderlo asettico. In particolare, l'ambiente 19 chiuso à ̈ suddiviso in camere che seguono la suddivisione delle porzioni 12 del basamento 5. Ad esempio, in corrispondenza della prima porzione 12a e della porzione 12b à ̈ ricavata una prima camera, in corrispondenza della terza porzione 12c à ̈ ricavata una seconda camera. Preferibilmente, nella seconda camera viene mantenuto un flusso laminare di aria, per effettuare il riempimento dei contenitori in ambiente con atmosfera controllata.

Preferibilmente, l'apparato 1 comprende una pluralità di ugelli per la nebulizzazione di acqua o liquido ìgienizzante. Vantaggiosamente, gli ugelli sono disposti sotto al basamento 5 in modo tale che il liquido sia nebulizzato in direzione di una faccia inferiore della catena 9 per pulirla.

Complessivamente, l'apparato 1 occupa uno spazio inferiore a 6 m<2>(ad esempio circa 5.4 m<2>nella forma realizzativa considerata) ed à ̈ in grado di processare circa 1000 contenitori 2 ogni ora.

Vantaggiosamente, l'organo 7 di trasporto à ̈ azionato da un unico elemento di motorizzazione.

Il funzionamento dell'apparato di trattamento di contenitori, secondo la presente invenzione, Ã ̈ descritto nel seguito. I contenitori 2 da trattare sono introdotti serialmente nell'apparato 1 in corrispondenza dell'ingresso 3. Ciascun contenitore 2 Ã ̈ trattato individualmente rispetto agli altri contenitori 2. Tali contenitori 2 vengono sistemati sulla catena 9 in modo tale da poter scorrere sulla superficie 10 di appoggio seguendo il percorso chiuso. In particolare, i contenitori 2 passano attraverso la stazione 16a di etichettatura, la stazione 16b di sciacquatura, la stazione 16c di riempimento, la stazione 16d di tappatura e la stazione 16e di incapsulamento. Infine, i contenitori 2 trattati vengono convogliati serialmente verso l'uscita 4. Preferibilmente, l'apparato 1 funziona a ciclo continuo (escludendo interruzioni dovute, ad esempio, a fasi di manutenzione).

Gli apparati 1 possono essere facilmente collegati in parallelo in modo tale da formare un sistema 20 di trattamento di contenitori 2. Tale sistema 20 comprende un collettore 21 di ingresso, collegato all'ingresso 3 di ciascun apparato 1. In tal modo, i contenitori 2 da trattare sono inviati al collettore 21 di ingresso che li smista nei rispettivi ingressi 3.

Il sistema 20 comprende inoltre un collettore 22 di uscita, collegato all'uscita 4 di ciascun apparato 1. In tal modo, i contenitori 2 trattati fuoriescono dalle rispettive uscite 4 e sono convogliati nel collettore 22 di uscita.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche dell'apparato di trattamento dei contenitori, secondo la presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi.

In particolare, grazie alla presenza di un unico basamento che supporta la movimentazione dei contenitori sull'organo di trasporto accoppiato alla guida, la struttura dell'apparato à ̈ notevolmente semplificata rispetto alle soluzioni note.

Inoltre, il fatto che la guida segua il percorso chiuso consente di ridurre il materiale impiegato per la realizzazione della catena, in quanto non si ha necessità di un tratto attivo (di andata) e di un tratto passivo (di ritorno), come avviene negli apparati noti.

Inoltre, grazie al fatto che l'ingresso e l'uscita dell'apparato sono disposti in prossimità l'uno dell'altro, il funzionamento dell'apparato à ̈ facilmente assistibile da un unico operatore con mansioni di carico e scarico dei contenitori. Tale caratteristica, in combinazione con la definizione del percorso chiuso da parte dell'organo di trasporto, consente di ridurre notevolmente l'ingombro dell'apparato, che risulta estremamente compatto.

Inoltre, la struttura del telaio in elementi tubolari o travi consente di ridurre il peso complessivo dell'apparato ed i relativi costi.

Inoltre, poiché la catena à ̈ disposta sulla guida, dunque giace sostanzialmente a livello del basamento, le operazioni di pulizia della catena stessa sono svolte direttamente dagli ugelli posizionati sotto al basamento, risultando pertanto semplici e rapide.

Inoltre, poiché il basamento à ̈ realizzato in materiale plastico, 1'apparato à ̈ complessivamente più leggero ed economico. Nelle forme realizzative provviste di mezzi locomotori, l'apparato può quindi essere facilmente spostato.

Inoltre, poiché il basamento à ̈ suddiviso nelle porzioni, le operazioni di lavaggio e di manutenzione dell'apparato risultano semplificate. Inoltre, la distanziabilità della prima e della seconda porzione consente di tensionare la catena. Ancora, la suddivisione in porzioni permette di tenere efficacemente sotto controllo le dilatazioni termiche del materiale plastico.

Inoltre, poiché à ̈ sufficiente un solo elemento di motorizzazione per movimentare la catena, la velocità di scorrimento dei contenitori à ̈ sostanzialmente la stessa in ogni punto del percorso chiuso.

Inoltre, le operazioni di manutenzione e di regolazione dell'organo di trasporto sono semplificate dall'ingranaggio della catena nella ruota dentata.

Inoltre, l'apparato secondo il presente trovato comprende (secondo una variante realizzativa non illustrata) un ambiente chiuso asettico; ciò consente di ridurre le contaminazioni esterne. Tale vantaggio à ̈ potenziato dalla suddivisione dell'ambiente chiuso in camere nelle quali il regime di flusso dell'aria à ̈ mantenuto sotto controllo.

Infine, la struttura modulare degli apparati consente di collegarli facilmente in parallelo in modo tale da aumentare la produttività, intesa come numero di contenitori trattati nell'unità di tempo.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato (1) di trattamento di contenitori (2) comprendente almeno una stazione (16) di lavorazione dei contenitori (2) e mezzi di trasporto dei contenitori (2), caratterizzato dal fatto di comprendere un basamento (5) disposto orizzontalmente e definente una guida (8), i mezzi di trasporto comprendendo un organo (7) di trasporto dei contenitori (2) operativamente accoppiato a detta guida (8) e definente un percorso chiuso.
2. 2. Apparato (1) secondo la rivendicazione 1, comprendente un telaio (6), detto basamento (5) essendo connesso al telaio (6) in modo tale da essere in posizione sollevata a una distanza prefissata d da terra.
3. 3. Apparato (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la stazione (16) di lavorazione dei contenitori (2) Ã ̈ posizionata sul basamento (5).
4. 4. Apparato (1) secondo la rivendicazione 3, comprendente una stazione (16a) di etichettatura, una stazione (16b) di sciacquatura, una stazione (16c) di riempimento ed una stazione (16d) di tappatura dei contenitori (2), dette stazioni (16) essendo posizionate sul basamento (5).
5. 5. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui l'organo (7) di trasporto comprende una catena (9) inserita nella guida (8) definita dal basamento (5).
6. 6. Apparato (1) secondo la rivendicazione 5, in cui l'organo (7) di trasporto comprende una porzione superiore definente una superficie (10) di appoggio dei contenitori (2) ed una porzione inferiore definente detta catena (9).
7. 7. Apparato (1) secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il basamento (5) comprende almeno una prima (12a) ed una seconda (12b ) porzione distanziabili per tensionare la catena {9).
8. 8. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, comprendente una pluralità di ugelli disposti sotto al basamento (5) per lavare 1 apparato (1).
9. 9. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, comprendente una ruota (11) dentata con asse di rotazione verticale operativamente connessa all'organo (7) di trasporto per movimentarlo e amovibilmente alloggiata in un vano ricavato nel basamento (5) ,
10. 10. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, comprendente un ingresso (3) per i contenitori (2) da trattare ed un'uscita (4) per i contenitori (2) già trattati, l'ingresso (3) e l'uscita (4) essendo disposti in prossimità l'uno dell'altra lungo detto percorso chiuso.