ITPR930034A1

ITPR930034A1 - Procedimento di riempimento di contenitori con liquidi, in riempitrice volumetrica, e gruppo valvola di riempimento.

Info

Publication number: ITPR930034A1
Application number: IT000034A
Authority: IT
Inventors: Lucio Conforti
Original assignee: Simonazzi Spa
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1993-09-20
Publication date: 1995-03-20
Also published as: DE4432753A1; IT1265538B1; ITPR930034A0

Description

D E S C R I Z I O N E

PROCEDIMENTO DI RIEMPIMENTO DI CONTENITORI CON LIQUIDI, IN RIEMPITRICE VOLUMETRICA, E GRUPPO VALVOLA DI RIEMPIMENTO.

DESCRIZIONE

Formano oggetto del presente trovato un procedimento di riempimento di contenitori con liquidi, in riempitrice volumetrica, e un gruppo valvola di riempimento.

Nel campo del riempimento di contenitori con liquidi, sono note riempitrici rotati ve provviste di una piattaforma rotante dotata di una pluralit? di gruppi valvola di riempimento. In ciascun gruppo valvola, il livello del liquido nel contenitore sottoposto a riempimento pu? essere ottenuto mediante una cannula di ritorno dell'aria fungente da cannula di livello, oppure, nel caso di riempitrici denominate volumetriche, mediante un vaso la cui capacit? ? preventivamente regolata ed il cui contenuto di liquido ? travasato poi interamente nel contenitore.

Le riempitrici volumetriche di tipo noto comprendono, al 1'interno del vaso, un pistone provvi sto di guarnizione di tenuta atto con il proprio posizionamento a definire la capacit? del vaso.

Qualora occorra cambiare il formato dei contenitori da riempire, la traslazione dei pistoni nei vasi ? attuata mediante volantini di regolazione o altri mezzi meccanici piuttosto complessi.

E evidente come durante tale traslazione le guarnizioni di tenuta possano progressi variente usurarsi compromettendo la propria funzionalit?.

Ulteriore inconveniente delle riempitrici volumetriche convenzionali ? dato dalla possibilit? di formazione di schiuma nei vasi con conseguente mancanza di precisione nella definizione del voiurne di liquido di riempimento.

Scopo del presente trovato ? quello di eliminare i suddetti inconvenienti e di attuare un procedimento di riempimento in cui la precisione nel livello di riempimento risulti assicurata,

Ci? ? realizzato mediante un procedimento, oggetto del presente trovato, in cui ? previsto un riempimento del vaso oltre il voiurne definito dal pistone, in modo che 1 'eventuale presenze di schiuma od aria sia al di sopra del pistone, in una zon3 al di fuori del volume "utile11 del vaso.

U1terio re scopo ? quello di semplificare il gruppo valvola di riempimento dal punto di vista costruttivo, con conseguenti risparmi ne i costi, semplificazione delle operazioni di pulizia dei vasi (per i'1 minor numero di componenti presenti) e maggior affidabilit? complessiva. Detti scopi sono pienamente raggiunti dal gruppo valvola di riempimento, oggetto del presente trovato, in riempitrice volumetrica rotativa ? che si caratterizza per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate ed in particolare per il fatto di prevedere mezzi di tipo elettropneumatico sia per il controllo delle varie fasi del ciclo di riempimento che per la regolazione del voiurne di liquido nel vaso.

Un altro scopo ? quello di consentire il posizionamento di un maggior numero di gruppi valvola sulla stessa piattaforma, riducendo il passo dei contenitori sulla piattaforma. Ci? ? realizzato con vasi di riempimento cilindrici aventi originalmente una sezione trasversale non circolare ma ovale o comunque presentante un asse maggiore ed un a s se minore, e pred i sponde ndo ta l i va s i con l ' a s se maggiore di tale sezione diretto radialmente verso il centro della piattaforma.

Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di una prefer? ta forma di reaiizzazione illustrata a puro titolo esemplificativo e non limitativo, nelle unite tavole di disegno, in cui:

le figure 1) e 2) illustrano il gruppo valvola secondo due viste laterali parzialmente sezionate, a 90? tra loro; - la figura 3) illustra il gruppo valvola durante le varie fasi del procedimento, in cui 1 'otturatore ? stato interrotto nella parte destra per meglio evidenziare il condotto di afflusso verso il contenitore.

Con riferimento alle figure 1) e 2), con 1 ? stato complessivamente indicato un gruppo valvola di riempimento in una riempitrice rotativa volumetrica, del tipo a piattaforma rotante.

Il gruppo valvola 1 comprende un vaso 2 per la definizione del volume di liquido che deve fluire in un contenitore 3. Ciascun vaso 2 ? di tipo cilindrico con sezione trasversale circolare oppure con sezione trasversale avente originalmente una forma ovale o comunque tale da poter def?ni re un asse maggiore e un asse minore, in modo che i vasi possano essere disposti sulla piattaforma con gli assi maggiori della sezione diretti radialmente verso il centrc della piattaforma.

Ci? consente di posizionare sulla piattaforma un maggior numero di gruppi valvola, a parit? di capacit? dei vasi 2.

riducendo il passo dei contenitori sulla piattaforma.

Un dispositivo di centraggio 4 avvolge 11imboccatura del contenitore per trattenerlo in posizione di riempimento, disposto coassialmente al di sotto del gruppo valvola.

? dispositivo di cent raggio 4 ? provvisto di Lina guarnizione 9 di tipo a labbro ed ? mobile da una posizione superiore operativa ad una posizione infe riore di riposo mediante mezzi di supporto e movimentazione.

Il dispositivo di centraggio 4 ? di tipo facilmente rimovibile e sostituibile in modo da poter adattare il gruppo valvola al riempimento sia di bottiglie in vetro che in PET e anche al riempimento di lattine, con liquidi piatti o gassati.

Il gruppo valvola 1 comprende convenzionalmente un otturatore 5 che regola l'afflusso di liquido in un condotto 6 verso il contenitore 3 sottostante.

A tal proposito 1'otturatore 5 ? provvisto inferi ormante di una guarnizione 7 di tenuta che, in condizioni di otturatore abbassato, chiude il condotto 6.

Con 8 ? stata indicata una cannula attraverso la qual avviene il passaggio di aria o gas dui-ante alcune fasi de ciclo di riempimento.

La cannula 8, unica per qualsiasi formato di contenitore, provvista esternamente di una superficie 32 sostanzialmente elicoidale che favorisce un riempimento del contenitore privo di turbolenze, deviando il liquido in modo tale che esso fluisca nel contenitore aderente alle pareti.

Con 10 ? stato indicato un condotto attraverso il quale il liquido di riempimento, contenuto in un serbatoio centrale ? non illustrato, fluisce nel vaso 2.

Al perimetro esterno di un elemento 20 fissato alla base del vaso ? originalmente applicata una prima camera d'aria 11, mentre una seconda camera d'aria 12 ? applicata alla facciata superiore dell'elemento 20 ove poggia 1'otturatore 5.

Entrambe dette camere d'aria sono gonfiabili, in modo indipendente, mediante aria fatta fluire rispettivamente in condotti 21 e 22 e proveniente da due condotti 15 di cui uno solo illustrato.

Nella par?te superiore del vaso ? presente un pistone 14 provvisto di una terza camera d'aria 13 che pu? essere gonfiata tramite un condotto 23 di afflusso dell'aria.

In caso di cambio del formato dei contenitori, e quindi del volume di liquido necessario per il riempimento, il pistone 14 pu? traslare verticalmente all'interno del vaso in condizioni di camera d'aria 13 sgonfia.

Per facilitare il corretto posizionamento del pistone sono previste barre 18 distanziali che fungono da finecorsa superiori per1 il pistone. Il pistone 14 ? mantenuto spinto ver'so la barra 18 dalla pressione d'esercizio presente all 'interno del vaso 2, la quale ? sempre superiore alla pressione atmosferica.

Nella presente soluzione sono previste otto barr e 18 di di ver-sa lunghezza, di cui solo due illustrate in figura 1, ma le barre possono essere in numero qualsiasi.

Le barre 18 sono applicate ad un rocchetto 19; in caso di cambio del formato dei contenitori tutti i rocchetti vengono movimentati contemporaneamente da un unico comando e ruotano su se stessi in modo da presentare la corretta barra 18 in corrispondenza di un riscontro 24 associato al p i s t o n e .

Con 25 ? stato indicato un condotto di" passaggio dell 'aria, che pu? essere inferiormente ostruito e chiuso da un galleggiante sferico 26 alloggiato in una sede 27,

Il condotto 25 pone in comunicazione 1'interno del vaso 2 con il serbatoio centrale della riempitrice; il galleggiante 26 serve per migliorare ulteriormente la precisione del livello del liquido nel contenitore poich? chiude il condotto 25 sempre ad uno stesso livello, impedendo che, per il principio dei vasi comunicanti, il condotto 25 si riempia di liquido a livelli, diversi a seconda del voiurne di liquido di riempimento.

Il pistorie 14 ha una conformazione che originalmente ? di tipo sostanzialmente conico con il vertice verso il basso. Ci? consente, con carnera d'aria 13 sgonfia, una evacuazione laterale ver-so l'alto dell'eventuale aria o schiuma che si" ? eventualmente formata durante il riempimento del vaso, in modo che al di sotto del pistone resti unicamente presenza di liquido.

Con 28 ? stato indicato un collettore che si trova sostanzi almente alla pressione dell'ambiente esterno e cio? alla pressione atmosferica, con 30 ? stato indicato un collettore che si trova alla pressione di esercizio, mentre con 29 ? stato indicato un collettore multifunzione che pu? essere ad esempio in condizioni di vuoto o accogliere, insieme agli altri collettori, i flussi dei prodotti usati nel ciclo di sanificazione del gruppo valvola.

Un gruppo di elettrovalvole, non illustrate, presiede originalmente al funzionamento del gruppo valvola ed in particolare alla definizione delle varie fasi del ciclo di riempimento e a gonfiare e sgonfiare opportunamente le tre camere d'aria 11, 12 e 13, secondo sequenze operative prefi ssate.

Le elettrovalvole sono comandate da una logica di controllo programmati 1e, denominata PLC, agiscono su una pluralit? di otturatori pneumatici (o valvole pneumatiche) 31 e costituiscono, insieme alle camere d'aria ed ai condotti di afflusso, mezzi di tipo elettropneumatico per il controllo delle fasi del ciclo di riempimento e per la regolazione del volume di liquido nei vasi.

Le camere d'aria 11, 12 e 13 costituiscono mezzi" di tenuta provvisti di una configurazione inattiva di riposo (camera sgonfia) e di una attiva di tenuta (camera gonfia).

Con riferimento alla figura 3), ove sono illustrate, contraddistinte dalle lettere da A a D, le varie fasi operative di un ciclo di riempimento, il procedimento oggetto del presente trovato prevede le seguenti fasi operative:

A ~ Accoppiamento a tenuta tra 1 'imboccatura del conteni tore e il dispositivo di centraggio 4 ; pressurizzazione del contenitot"e atti"aver1so la cannula 8 ed il collettore 30 posto in comunicazione con il contenitore; le tre camere d'aria sono scariche ed entra il liquido nel vaso attraverso il condotto 10 d'afflusso.

Quando il liquido, secondo il princ ipio dei vasi comunicanti, giunge nel vaso al livello che esso ha nel se rbatolo centrale (non illustrato) della riimpi trice che ? sensibilmente superiore al pistone 1 ?le camere d'aria 11 e 13 si gonfiano fino a far tenuti contro 1 pareti interne del vaso definendo il voiu esatto del liquido die deve fluire nel contenitore 3 riempi r ( l ' e ve nt ua l e sc h i uma o a r i a s i ? portata nel frattempo oltre il pistone 14);

1 'otturatore 5 ? mantenuto premuto verso il basso in posizione di chiusura dal proprio peso;

il galleggiante 26 chiude il condotto 25 dell'aria.

B - La camera d'aria 12 ? gonfiata attraverso il condotto 22, si alza 1'otturatore 5 aprendo il condotto 6 ed inizia il riempimento del contenitore;

l'aria di ritorno che fuoriesce dal contenitore fluisce nella cannula 8 e da questa rientra nel collettore 28 che si trova a pressione .atmosferica: tra la cannula 8 ed il colletto re 28 ? interposta una strozzatura (orifizio calibrato) che provoca perdita di carico evitando pericoli di formazione di schiuma;

il gas che progressivamente sostituisce il liquido mentre questo scende dal vaso verso il contenitore, passa attraverso il condotto 25: il galleggiante 26, venendo a mancare il liquido, scende liberando il condotto 25 e portandosi nella posizione inferione della sede 27;

nel contenitore coesistono una parte liquida sovrastata da una par1te gassosa.

C - Con lo svuotamento completo della zona utile del vaso termina il riempimento del contenitore;

D - Si sgonfia la camera d'aria 12 e 1'otturatore chiude nuovamente il condotto 6 di afflusso del liquido nel contenitore;

decompressione del contenitore, perch? esso ? mantenuto in collegamento con il collettore 28 ma non riceve pi? pressione attraverso il condotto 6;

si sgonfiano le camere d'aria 11 e 13 consentendo rispetti"variente l'afflusso di liquido nel vaso attraverso il condotto 10 e la discesa nel vaso di quella parte di liquido rimasta intrappolata al di sopra del pistone dopo il gonfiaggio della camera d'aria 13 del pistone.

Secondo una variante di realizzazione non illustrata pu? essere prevista un'ulteriore elettrovalvola, analoga alle altre, col legata ad una camera in cui ? presente vapore, ed atta a comandare una iniezione di vapore nel contenitore 3 prima del riempimento ponendo in comunicazione detta camera di vapor1e con il contenitore, con l'ausilio di un otturatore pneumatico (o valvola pneumatica).

L'adozione delle elettrovalvole e dei mezzi elettropneumatici di comando e controllo del ciclo di riempimento del gruppo valvola consentono di ridurre la complessit? costruttiva del gruppo stesso evitando l'impiego di valvole meccaniche e dei relativi 1averi smi d 1azionamento, nonch? l'impiego di molle e di guarnizioni di tenuta fisse. Risulta quindi pi? facile la pulizia dei vasi ed ? ridotta 1'usura dei mezzi di tenuta.

Claims

R IVEND ICAZ ION I 1) Gruppo valvola d1 riempimento in riempitrice volumetrica rotativa, del tipo a piattaforma rotante provvista di una pluralit? di gruppi valvola di riempimento e comprendente, per- ciascun gruppo valvola (1), un vaso (2) provvisto di mezzi per il controllo delle fasi del ciclo di riempimento e per la regolazione del voiurne di liquido in detto vaso in funzione della capacit? del contenitore (3) da riempire, a detti mezzi essendo associati mezzi di tenuta, caratterizzato dal fatto che i mezzi di tenuta sono conformati in modo da possedere una configurazione inattiva di riposo e una attiva di tenuta.
2) Gruppo valvola di riempimento in riempitrice volumetrica rotativa, del tipo a piattaforma rotante provvista di una pluralit? di gruppi valvola di riempimento e comprendente, per ciascun gruppo valvola (1), un vaso (2) provvisto di mezzi per il controllo delle fasi del ciclo di riempimento e per la regolazione del volume di liquido in detto vaso in funzione della capacit? del contenitore (3) da riempire, a detti mezzi essendo associati mezzi di tenuta, caratteri zzato dal fatto che i mezzi per il controllo delle fasi del ciclo di riempimento e per la regolazione del volume di liquido nel vaso sono di tipo elettropneumatico.
3) Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di tenuta comprendono una pluralit? di camere d?aria (11, 12, 13) atte a passare da una configurazione di riposo in cui sono sgonfie, ad una posizione attiva di tenuta in cui sono gonfiate attraverso appositi condotti (21, 22, 23) di afflusso di aria o gas.
4) Gruppo valvola secondo la rivendicazione 2, in cui detti mezzi di tipo elettropneumatico comprendono, per ciascun gruppo valvola della riempitrice, un gruppo di elettrovalvole comandate da una logica di controllo Prog rammab ?1e PLC ed agenti su otturatori pneumatici (31) sui mezzi di tenuta e su condotti di afflusso del liquido e di aria o gas all'inter'no del vaso (2) e del contenitore (3) .
5) Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere, per ciascun vaso (2), una serie di bar're (18) distanziali per' il corretto posizionamento di un pistone (14) che definisce il voi urne di liquido di riempimento all'interno del vaso (2).
6) Gruppo valvola di riempimento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che ciascun vaso (2) alloggia un pistone (14) la cui superficie attiva ? conformata in modo sostanzialmente conico con il vertice verso il basso o comunque tale da presentare una zon centrale pi? bassa.
7) Vaso di riempimento in gruppo valvola di riempitrice volumetrica secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicaziom' , caratterizzato dal fatto di essere conformato in modo da presentare una sezione trasversale per la quale ? possibile definire un asse maggiore ed un asse minore.
8) Vaso secondo la rivendicazione 7, in cui detta sezione trasversale ha forma sostanzialmente ovale od ellittica.
9) Procedimento di riempimento di contenitori con liquidi in riempitrice volumetrica rotativa del tipo a piattaforma rotante provvista di una pluralit? di gruppi valvola di riempimento e comprendente, per ciascun gruppo valvola, un vaso provvisto di mezzi per la regolazione del volume di liquido in detto vaso in funzione della capacit? del contenitore da riempire comprendenti un pistone (14) che pu? traslare ver-ticalmante all'interno del vaso (2), a detti mezzi di regolazione essendo associati mezzi di tenuta, caratterizzato dal fatto che il ciclo di riempimento prevede fasi di attivazione dei mezzi di tenuta in cui questi ultimi creano tenuta contro le pareti interne del vaso (2), e fasi di inibizione dei mezzi di tenuta in cui questi ultimi consentono il passaggio di fluido lungo le pareti interne del vaso, detti mezzi di tenuta essendo, attivabili indipendentemente 1'uno dall?altro.
10) Procedimento secondo la rivendicazione 9 in cui la traslazione del pistone (1*4) avviene con i mezzi di tenuta in condizione di inibizione.
11) Procedimento secondo la rivendicazione 9, caratteri zzato dal fatto che prevede una fase di sollevamento pneumatico di un otturatore (5) del gruppo valvola (1) per- consentir1e l'afflusso di liquido nel contenitore (3) durante il riempimento.
12) Procedimento di riempimento di contenitori con liquidi in riempitrice volumetrica rotativa del tipo a piattaforma rotante provvista di una pluralit? di gruppi valvola di riempimento e comprendente, per ciascun gruppo valvola, un vaso provvisto di mezzi per la regolazione del voiurne di liquido in detto vaso in funzione della capacit? del contenitore da riempire comprendenti un pistone (14) che pu? trasl are verticalmente all'interno del vaso (2), caratterizzato dal fatto che, nella fase di riempimento del vaso (2), prevede il riempimento del vaso (2) fino ad un livello superiore a quello del pistone (14), ed al ter'mine del riempimento del contenitore (3) immediatamente prima dell'inizio di un nuovo ciclo di riempimento prevede u n a fase di discesa del liquido r i ma sto i nt rappol ato a l d i sopra del pistone (14).