ITTO20110044A1

ITTO20110044A1 - Metodo e testa erogatrice per l'alimentazione di un prodotto liquido in un contenitore

Info

Publication number: ITTO20110044A1
Application number: IT000044A
Authority: IT
Inventors: Rossano Ferrario
Original assignee: Soremartec Sa
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2012-07-22
Also published as: PL2479113T3; IT1404244B1; EP2479113A1; EP2479113B1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

â€œMETODO E TESTA EROGATRICE PER L'ALIMENTAZIONE DI UN PRODOTTO LIQUIDO IN UN CONTENITOREâ€

La presente invenzione Ã ̈ relativa ad una testa erogatrice e ad un metodo per lâ€™alimentazione di un prodotto liquido in un contenitore.

Nel campo del confezionamento di prodotti liquidi in contenitori e, in particolare, di bevande allâ€™interno di contenitori termoplastici chiusi da un coperchio di materiale in foglio termosaldato, Ã ̈ noto di utilizzare una unitÃ di alimentazione provvista di una testa erogatrice disposta al di sopra del contenitore e di un gruppo valvolare di dosatura per inviare verso la testa erogatrice una quantitÃ prefissata di prodotto liquido.

Sebbene universalmente utilizzate, le unitÃ di alimentazione note risultano essere scarsamente soddisfacenti, soprattutto nei casi in cui Ã ̈ indispensabile evitare la formazione di schiume allâ€™interno del contenitore e deve essere assicurato allâ€™interno dello stesso contenitore un livello di liquido prestabilito per evitare lâ€™ossidazione del prodotto a seguito della saldatura del coperchio.

Nelle unitÃ note, il prodotto liquido attraversando la testa di alimentazione segue percorsi complessi caratterizzati da brusche variazioni di direzione e fuoriesce dalla stessa testa in maniera incontrollata. Questo comporta, da un lato, la formazione di spruzzi e di schiuma, durante lâ€™intera fase di riempimento del contenitore e, dallâ€™altro, un gocciolamento della testa a fine riempimento.

Sia allâ€™inizio che alla fine dellâ€™erogazione almeno una parte degli spruzzi generati ricade nella zona di saldatura contenitore/coperchio prevista compromettendo la tenuta della giunzione termo-saldata.

Il gocciolamento finale, oltre a generare spruzzi, sporca, poi, in alcuni casi, la superficie esterna del contenitore e spesso anche la superficie su cui viene appoggiato il contenitore da riempire con la conseguenza che, oltre alla parete laterale, anche la base dei successivi contenitori risulterÃ sporga di prodotto in maniera inaccettabile.

Scopo della presente invenzione Ã ̈ quello di realizzare una testa erogatrice, la quale permetta di risolvere in maniera semplice ed economica almeno parte dei problemi sopra esposti.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una testa erogatrice per alimentare un prodotto liquido in un contenitore, la testa presentando un proprio asse di erogazione e comprendendo un involucro esterno ed una pluralitÃ di corpi tubolari concentrici alloggiati in detto involucro coassialmente al detto asse; il detto involucro ed i detti corpi tubolari delimitando fra loro una pluralitÃ di condotti anulari di convogliamento del detto prodotto liquido aventi rispettivi ingressi comunicanti con una camera comune della testa e rispettive uscite disposte su una superficie frontale di estremitÃ libera della detta testa, la testa essendo caratterizzata dal fatto di comprendere, inoltre, un corpo allungato pieno estendentesi allâ€™interno di uno dei detti corpi tubolari coassialmente al detto asse per delimitare internamente uno dei detti condotti anulari ed inibire il passaggio di prodotto liquido lungo e nellâ€™intorno del detto asse.

La presente invenzione Ã ̈, inoltre, relativa ad un metodo per lâ€™alimentazione di un prodotto liquido in un contenitore.

Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo per lâ€™alimentazione di un prodotto liquido allâ€™interno di un contenitore, il metodo comprendendo le fasi di inviare il prodotto liquido in una camera comune di una testa di alimentazione, di avanzare il prodotto in detta testa canalizzando il prodotto presente in detta camera unicamente in una pluralitÃ di condotti anulari concentrici e coassiali ad un asse comune inibendo il passaggio del prodotto liquido lungo e nellâ€™intorno del detto asse.

Convenientemente, il metodo sopra definito comprende lâ€™ulteriore fase di deviare, in prossimitÃ di una uscita dei detti condotti anulari, parte del detto prodotto liquido verso il detto asse in modo da ottenere allâ€™uscita da detta testa, un flusso alimentato rastremato nel senso di avanzamento del prodotto liquido stesso.

Lâ€™invenzione verrÃ ora descritta con riferimento alle figure allegate, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui;

la figura 1 illustra, schematicamente e sostanzialmente a blocchi, una unitÃ di alimentazione di un prodotto liquido provvista di una preferita forma di realizzazione di una testa di alimentazione realizzata secondo i dettami della presente invenzione; la figura 2 illustra, in sezione ed in scala ingrandita, la testa di alimentazione della figura 1; e la figura 3 illustra in scala fortemente ingrandita un particolare della figura 2.

Nella figura 1, con 1 Ã ̈ indicata, nel suo complesso, una unitÃ di alimentazione per inviare una quantitÃ prestabilita di un prodotto liquido, nel caso specifico una bevanda, in un contenitore 2, convenientemente un contenitore in materiale termoplastico mantenuto fermo in una stazione 3 di riempimento di un impianto di confezionamento (non illustrato).

Lâ€™unitÃ 1 comprende una testa erogatrice 4 disposta al di sopra del contenitore 2 ed un dispositivo valvolare 5 di dosatura, di per sÃ© noto e non descritto in dettaglio.

Con riferimento alla figura 2, la testa 4 presenta un proprio asse 6 coincidente con una direzione di avanzamento del prodotto nel contenitore 2 e comprende un corpo fisso 7 di attacco, ed un ugello erogatore 8 avvitato in una sede 9 del corpo fisso 7.

Lâ€™ugello erogatore 8 comprende, a sua volta, un involucro esterno 10 delimitante una camera 12, la quale comunica con un condotto 13 di avanzamento del prodotto dosato dal dispositivo valvolare 5 attraverso una paratia forata 14 atta a suddividere il flusso principale di prodotto in ingresso alla camera 12 in una pluralitÃ di flussi secondari paralleli fra loro e allâ€™asse 6.

Sempre con riferimento alla figura 2, lâ€™ugello 8 comprende, inoltre, una pluralitÃ di corpi tubolari 16 concentrici, i quali sono alloggiati nellâ€™involucro 10 coassialmente allâ€™asse 6 e delimitano fra loro una pluralitÃ di condotti anulari 18 (fig. 3). Il corpo tubolare 16a piÃ¹ esterno delimita, con lâ€™involucro 10, un condotto perimetrale esterno 19 (fig. 3).

I condotti 18 e 19 presentano rispettivi ingressi 20 anulari comunicanti con la camera 12 e rispettive uscite 21 fra loro complanari e giacenti su una superficie 22 frontale piana ortogonale allâ€™asse 6 e di estremitÃ assiale libera della testa 4.

Analizzando le figure 2 e 3, si osserva che a partire dalla camera 12, ciascuno dei condotti anulari 18,19 comprende un rispettivo tratto rettilineo 24 allungato a sezione e spessore costante lungo lâ€™asse 6. I condotti 18 e 19 presentano poi rispettivi tratti terminali 25 e 26 di uscita, i quali costituiscono i prolungamenti dei rispettivi tratti rettilinei 24, sfociano sulla superficie 22 (figura 3) e presentano una lunghezza misurata parallelamente allâ€™asse 6 che Ã ̈ pari a circa un decimo della lunghezza dei tratti rettilinei 24 misurata nella stessa direzione.

Ciascun tratto terminale 25 di uscita presenta una sezione trasversale crescente verso la superficie frontale 22 di estremitÃ libera. In particolare, ciascuno dei tratti terminali 25 di uscita Ã ̈ delimitato esternamente da una superficie cilindrica 27 a generatrice parallela allâ€™asse 6 ed internamente da una superficie conica 28 rastremata nel senso di avanzamento del liquido e verso lâ€™asse 6 stesso per permettere o agevolare lo spostamento della relativa parte di prodotto liquido verso lâ€™asse 6.

Ancora con riferimento alla figura 3, il tratto terminale 26 del condotto 19 presenta, invece, una forma conica o convergente verso lâ€™asse 6 per convogliare la relativa parte di prodotto liquido verso lâ€™asse 6 cosÃ¬ da consentire la rastremazione del flusso di prodotto liquido in uscita dalla superficie frontale 22, come visibile nella figura 1. PiÃ¹ in particolare, il tratto terminale 26 presenta una sezione trasversale di passaggio decrescente verso la superficie frontale 22 ed Ã ̈ delimitato da rispettive superfici coniche 31 e 32 a generatrici rettilinee e fra loro parallele convergenti verso lâ€™asse 6 e delimitanti il corpo tubolare esterno 16a e, rispettivamente, lâ€™involucro esterno 10.

Sempre con riferimento alle figura 2 e 3, nel corpo tubolare centrale 16b Ã ̈ inserito, con gioco radiale, un corpo allungato pieno 33, il quale si estende lungo lâ€™asse 6, delimita con il corpo tubolare centrale 16b stesso un relativo condotto anulare 18 inibendo, in tal modo il passaggio del prodotto liquido lungo lâ€™asse 6 e nellâ€™intorno o nelle immediate vicinanze dellâ€™asse 6 stesso. In questo modo, anche il condotto 18 piÃ¹ interno presenta una sezione e quindi unâ€™uscita anulare.

Con riferimento alla figura 3, il corpo pieno 33 comprende, a partire dalla camera 12 (fig. 2), una porzione allungata cilindrica 34 a generatrice rettilinea e parallela allâ€™asse 6, una porzione intermedia 35 rastremata verso lâ€™asse 6, e terminante sulla, superficie 22 ed una porzione terminale 36 semisferica collegata alla porzione intermedia 35 in corrispondenza della superficie 22 e sporgente a sbalzo dalla superficie stessa nel senso di avanzamento del prodotto liquido.

In uso, il flusso di liquido uscente dal dispositivo 5 viene â€œrotto o suddivisoâ€ in una pluralitÃ di flussi paralleli allâ€™asse 6 dalla parete forata 14 disposta nellâ€™ingresso della camera 12, dalla quale il prodotto liquido fluisce nei diversi tratti rettilinei 24 dei condotti 18 e 19 avanzando di moto sostanzialmente laminare senza subire alcuna variazione di direzione.

Nel momento in cui il prodotto liquido entra nei tratti terminali 25 e 26 degli stessi condotti 18,19, per effetto della particolare conformazione dei tratti 25 e 26 stessi e soprattutto per la geometria delle porzioni 35 e 36 del corpo pieno 33, alle varie parti di prodotto liquido transitanti nei tratti 25 Ã ̈ consentito di spostarsi verso lâ€™asse 6, mentre la parte di prodotto transitante nel tratto 26 viene progressivamente indirizzata verso lâ€™asse 6 stesso. In questo modo, dalla testa 4 fuoriesce un flusso continuo 37 di prodotto liquido (figura 1) che presenta a partire dalla stessa testa 4 e nel senso di avanzamento del prodotto liquido un tratto 37a rastremato delimitato da un superficie laterale concava ed un successivo tratto 37b cilindrico, come visibile nella figura 1.

La dosatura e lâ€™alimentazione del liquido allâ€™interno del contenitore 2 prevede unicamente due fasi consecutive, di cui una iniziale, nella quale viene alimentata una prima portata predefinita di prodotto ed una successiva, nella quale viene erogata una portata maggiore di quella erogata nella fase iniziale.

Sperimentalmente, si Ã ̈ potuto constatare come la particolare geometria del flusso 37 di liquido in uscita dalla testa 4 e la variazione della portata di liquido prevista durante il riempimento del contenitore 2, riducano sensibilmente la formazione sia di spruzzi che di schiuma questo sia nella fase iniziale di alimentazione quando il prodotto impatta contro la parete di fondo del contenitore 2, sia quando il livello del liquido nel contenitore 2 raggiunge il bordo dello stesso contenitore 2. Conseguentemente, la superficie esterna del contenitore 2 risulta sempre pulita e, in particolare, sempre pulito risulta essere il bordo sul quale, ad erogazione ultimata, viene termosaldato il coperchio di chiusura dello stesso contenitore 2.

Claims

RIVENDICAZIONI 1.- Testa erogatrice per alimentare un prodotto liquido in un contenitore, la testa presentando un proprio asse di erogazione e comprendendo un involucro esterno ed una pluralitÃ di corpi tubolari concentrici alloggiati in detto involucro coassialmente al detto asse; il detto involucro ed i detti corpi tubolari delimitando fra loro una pluralitÃ di condotti anulari di convogliamento del detto prodotto liquido aventi rispettivi ingressi comunicanti con una camera comune della testa e rispettive uscite disposte su una superficie frontale di estremitÃ libera della detta testa, la testa essendo caratterizzata dal fatto di comprendere, inoltre, un corpo allungato pieno estendentesi allâ€™interno di uno dei detti corpi tubolari coassialmente al detto asse per delimitare internamente uno dei detti condotti anulari ed inibire il passaggio di prodotto liquido lungo e nellâ€™intorno del detto asse. 2.- Testa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la detta superficie frontale di estremitÃ libera Ã ̈ una superficie piana ed ortogonale al detto asse, e dal fatto che il detto corpo allungato pieno comprende una porzione terminale sporgente a sbalzo oltre la detta superficie frontale di estremitÃ libera nel senso di avanzamento del detto prodotto liquido. 3.- Testa secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che la detta porzione terminale presenta una conformazione a testa semisferica. 4.- Testa secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzata dal fatto che il detto corpo allungato pieno comprende, inoltre, un tratto terminale intermedio rastremato verso la detta testa semisferica e delimitante con un corpo tubolare adiacente un passaggio a sezione crescente verso la detta superficie di estremitÃ . 5.- Testa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che almeno parte dei detti condotti anulari comprende un rispettivo tratto rettilineo allungato a sezione trasversale costante lungo il detto asse e comunicante con la detta camera comune ed un rispettivo tratto terminale di uscita costituente un prolungamento del rispettivo detto tratto rettilineo e sfociante sulla detta superficie; almeno uno dei detti tratti terminali di uscita presentando una forma conica per convogliare una relativa parte di prodotto liquido verso il detto asse e rastremare il flusso di prodotto liquido in uscita dalla detta superficie frontale di estremitÃ . 6.- Testa secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che il tratto terminale a forma conica presenta una sezione trasversale decrescente verso la detta superficie frontale di estremitÃ libera della detta testa ed essendo delimitato da rispettive superfici coniche a generatrici convergenti verso il detto asse. 7.- Testa secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzata dal fatto che il detto tratto terminale a forma conica Ã ̈ disposto in prossimitÃ del detto involucro esterno. 8.- Testa secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che una delle superfici coniche del detto tratto terminale a forma conica delimita internamente il detto involucro esterno. 9.- Testa secondo la rivendicazione da 5 a 8, caratterizzata dal fatto che almeno parte dei detti tratti terminali di uscita presentano una sezione trasversale crescente verso la detta superficie frontale di estremitÃ libera. 10.- Testa secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto ciascuno dei detti tratti di uscita a sezione trasversale crescente Ã ̈ delimitato esternamente da una superficie cilindrica a generatrice parallela al detto asse ed internamente da una superficie conica per consentire lo spostamento di una relativa parte di prodotto liquido verso il detto asse e nel senso di avanzamento del prodotto liquido. 11.- Testa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere un elemento a griglia disposto a monte della detta camera comune nel senso di avanzamento del detto prodotto liquido per inviare alla detta camera un pluralitÃ di flussi paralleli di prodotto liquido. 12.- Metodo per lâ€™alimentazione di un prodotto liquido allâ€™interno di un contenitore, il metodo comprendendo le fasi di inviare il prodotto liquido in una camera comune di una testa di alimentazione, di avanzare il prodotto in detta testa canalizzando il prodotto presente in detta camera unicamente in una pluralitÃ di condotti anulari concentrici e coassiali ad un asse comune inibendo il passaggio del prodotto liquido lungo e nellâ€™intorno del detto asse. 13.- Metodo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto di deviare, in prossimitÃ di una uscita dei detti condotti anulari, parte del detto prodotto liquido verso il detto asse in modo da ottenere allâ€™uscita da detta testa un flusso alimentato rastremato nel senso di avanzamento del prodotto liquido stesso. 14.- Metodo secondo la rivendicazione 12 o 13, caratterizzato dal fatto che lâ€™invio del detto prodotto liquido in detta camera comune comprende la fase di formare una pluralitÃ di flussi di prodotto fra loro paralleli prima di introdurre il prodotto liquido stesso in detta camera; la detta suddivisione venendo effettuata facendo passare il detto prodotto attraverso un corpo forato. 15.- Metodo secondo una delle rivendicazioni da 12 a 14, caratterizzato dal fatto che il detto prodotto liquido viene erogato in due fasi di alimentazione consecutive; nella seconda fase di alimentazione venendo erogata una portata di prodotto maggiore di quella erogata nella detta prima fase.