ITTO20111234A1 - Dispositivo di riempimento e relativo metodo di controllo - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
“DISPOSITIVO DI RIEMPIMENTO E RELATIVO METODO DI CONTROLLOâ€
La presente invenzione à ̈ relativa a un dispositivo di riempimento per il riempimento di un articolo con un prodotto versabile a temperatura maggiore della temperatura ambiente.
La presente invenzione à ̈ altresì relativa a un metodo di controllo di un dispositivo di riempimento per il riempimento di un articolo con un prodotto versabile a temperatura maggiore della temperatura ambiente.
Più in particolare, la presente invenzione à ̈ relativa a un dispositivo di riempimento atto a eseguire un riempimento “a caldo†, ossia a riempire gli articoli con un prodotto alimentare versabile a una temperatura maggiore della temperatura ambiente, ad esempio 80 gradi centigradi.
Tale tipologia di riempimento à ̈ generalmente impiegata con prodotti alimentari versabili particolarmente sensibili, per esempio bevande energetiche, ai quali non à ̈ possibile addizionare un quantitativo rilevante di conservante.
Sono note macchine riempitrici comprendenti una stazione di riempimento alimentata, in ingresso, con articoli vuoti e atta a fornire, in uscita, articoli riempiti con il prodotto versabile.
La stazione di riempimento comprende essenzialmente una giostra girevole intorno ad un asse di rotazione, un serbatoio contenente il prodotto alimentare versabile, e una pluralità di dispositivi di riempimento supportati dalla giostra in posizione radialmente esterna rispetto all’asse di rotazione della giostra stessa.
In maggiore dettaglio, la giostra à ̈ provvista di una pluralità di elementi di supporto di rispettivi articoli previsti per disporre le bocche di rispettivi articoli stessi in posizione inferiore ai rispettivi dispositivi di riempimento e per movimentare gli articoli stessi lungo una traiettoria ad arco di circonferenza intorno al suddetto asse di rotazione solidalmente ai rispettivi dispositivi di riempimento.
Ciascun dispositivo di riempimento comprende essenzialmente un corpo fisso collegato alla giostra e un otturatore scorrevole rispetto al corpo fisso tra una posizione di apertura e una posizione di chiusura.
In maggiore dettaglio, quando à ̈ disposto nella posizione di apertura, l’otturatore definisce con il corpo fisso una luce di passaggio. Il prodotto versabile fluisce, in tal modo, dal serbatoio a una bocca di riempimento del relativo articolo attraversando la luce di passaggio.
Diversamente, quando à ̈ disposto nella posizione di chiusura, l’otturatore coopera a tenuta con una superficie di battuta definita dal corpo fisso, impedendo al prodotto versabile di fluire dal serbatoio verso la bocca del relativo articolo.
Sono noti, ad esempio dalla domanda di brevetto WO2008/141717, dispositivi di riempimento in grado di riempire gli articoli con un prodotto alimentare versabile caldo.
Allo scopo di eseguire il riempimento con il prodotto alimentare versabile caldo, à ̈ necessario mantenere riscaldati i componenti del dispositivo di riempimento stesso, quando il riempimento degli articoli à ̈ interrotto.
I dispositivi di riempimento illustrati nella domanda di brevetto sopra indicata consentono, inoltre, la circolazione di un fluido di sanificazione all’interno dei propri componenti, in modo da sterilizzare periodicamente i componenti a contatto con il prodotto versabile.
Per realizzare le suddette funzioni, i dispositivi di riempimento di tipo noto comprendono una prima linea fluidica lungo la quale à ̈ scorrevole l’otturatore tra una posizione di apertura e una posizione di chiusura. L’otturatore, quando disposto nella posizione di chiusura, separa a tenuta di fluido la prima linea fluidica in una prima porzione collegata fluidicamente al serbatoio ed una seconda porzione collegata ad una bocca di riempimento di articoli.
La prima linea fluidica comprende, inoltre, un elemento a campana definente un’apertura di versamento del dispositivo di riempimento.
Il dispositivo di riempimento comprende, inoltre,:
- un collettore comune, a propria volta, collegato con una caldaia di riscaldamento e con il serbatoio;
- una prima sede fluidicamente collegabile con la prima porzione della prima linea fluidica ed un primo condotto collegato al collettore; e
- una prima valvola limitatrice di pressione alloggiata all’interno della sede e spostabile tra rispettive posizioni di apertura e chiusura per controllare il flusso dalla prima linea fluidica al primo condotto.
Più in particolare, la prima valvola limitatrice consente automaticamente il flusso dalla prima linea fluidica al primo condotto, solo al superamento di un primo valore della differenza di pressione ai lati di essa.
Quando l’otturatore à ̈ disposto nella posizione di chiusura, la pressione nella prima porzione della prima linea fluidica aumenta fino a spostare la prima valvola nella rispettiva posizione di apertura.
In tal modo, il prodotto versabile circola continuamente dal serbatoio al collettore e, da quest’ultimo alla caldaia, mantenendosi caldo.
Quando l’otturatore viene spostato nella rispettiva posizione di apertura al fine di effettuare il riempimento, la pressione nella prima porzione diminuisce. Conseguentemente, la prima valvola torna nella rispettiva posizione di chiusura e impedisce la circolazione del prodotto versabile lungo il collettore.
In altre parole, il raggiungimento della posizione di chiusura da parte dell’otturatore comanda automaticamente l’apertura della prima valvola.
Il dispositivo di riempimento comprende, infine,:
- una seconda sede;
- un secondo condotto interposto tra il primo condotto e l’elemento a campana; e
- una seconda valvola limitatrice di pressione alloggiata all’interno della sede e spostabile tra rispettive posizioni di apertura e chiusura per controllare il flusso tra il primo e il secondo condotto.
Più precisamente, la seconda valvola limitatrice di pressione consente automaticamente il flusso dalla prima linea fluidica al primo condotto, al superamento di un secondo valore, maggiore del primo valore, della differenza di pressioni ai lati di essa.
Quando à ̈ necessario sterilizzare il dispositivo di riempimento, un elemento di chiusura à ̈ posto in chiusura dell’apertura di versamento ed il serbatoio viene riempito con un fluido di sanificazione ad una pressione maggiore della pressione del prodotto versabile. In particolare, la pressione del fluido di sanificazione à ̈ tale da spostare sia la prima sia la seconda valvola limitatrice di pressione nelle rispettive posizioni di apertura.
L’otturatore viene, inoltre, disposto nella rispettiva posizione di apertura in modo da spostare automaticamente la prima valvola nella rispettiva posizione di apertura.
Il fluido sanificante può così scorrere all’interno della prima linea fluidica del primo condotto verso il collettore comune e al contempo causare l’apertura della seconda valvola.
Il fluido sanificante presente nel primo condotto causa, inoltre, lo spostamento della seconda valvola nella posizione di apertura e può, quindi, sterilizzare l’elemento a campana e raggiungere il collettore comune.
La Richiedente ha osservato che il fatto che la prima e la seconda valvola siano valvole limitatrici di pressione pone dei limiti alla flessibilità di funzionamento del dispositivo di riempimento.
Ad esempio, la prima valvola raggiunge automaticamente la relativa posizione di chiusura, quando l’otturatore raggiunge la relativa posizione di apertura.
E’ avvertita nel settore l’esigenza di realizzare dispositivi di riempimento in grado di riempire gli articoli con un prodotto versabile caldo e sterilizzabili con un fluido sanificante, i quali presentino modalità di funzionamento il più possibile flessibili.
In particolare, la giostra portante i dispositivi di riempimento descrive un percorso circolare comprendente:
- un tratto operativo descritto a partire da una stazione di prelievo degli articoli da riempire e verso una stazione di rilascio degli articoli riempiti con il prodotto versabile; e
- un tratto di ritorno descritto a partire dalla stazione di rilascio verso la stazione di prelievo.
E’ avvertita l’esigenza, lungo il tratto di ritorno e durante una fase di riempimento degli articoli, sia di impedire il ricircolo del prodotto versabile caldo sia di mantenere l’otturatore nella rispettiva posizione di chiusura.
Scopo della presente invenzione à ̈ la realizzazione di un dispositivo di riempimento per il riempimento di un articolo con un prodotto versabile a temperatura maggiore della temperatura ambiente, il quale consenta di soddisfare in modo semplice ed economico almeno una tra le suddette esigenze.
Il suddetto scopo à ̈ raggiunto dalla presente invenzione, in quanto essa à ̈ relativa ad un dispositivo di riempimento, come definito dalla rivendicazione 1.
La presente invenzione à ̈ altresì relativa a un metodo di controllo per un dispositivo di riempimento di un articolo con un prodotto versabile a temperatura maggiore della temperatura ambiente, come definito nella rivendicazione 8.
Per una migliore comprensione della presente invenzione, vengono descritte nel seguito due forme preferite di attuazione, a titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la figura 1 illustra in sezione prima forma di realizzazione di un dispositivo di riempimento realizzato secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 2 illustra il dispositivo di riempimento della figura 1 in una fase di sterilizzazione;
- la figura 3 illustra schematicamente una macchina riempitrice incorporante il dispositivo di riempimento di figura 1;
- la figura 4 illustra schematicamente una mappa di funzionamento del dispositivo di riempimento della figura 1;
- la figura 5 illustra una seconda forma di realizzazione del dispositivo di riempimento di figura 1; e - la figura 6 illustra una terza forma di realizzazione del dispositivo di riempimento di figura 1.
Con riferimento alle figure da 1, 2 e 3, Ã ̈ indicata con 1 una macchina riempitrice limitatamente ad una stazione di riempimento di articoli 2 con un prodotto alimentare versabile.
In particolare, la stazione di riempimento à ̈ atta riempire gli articoli 2 con un prodotto versabile ad alta temperatura, ad esempio 80 gradi centigradi.
In particolare, il prodotto à ̈ alimentare e potrebbe essere una bevanda energetica.
In maggiore dettaglio, la stazione di riempimento comprende essenzialmente (Figura 3):
- una giostra 3 girevole intorno ad un asse A, verticale nella fattispecie illustrata, lungo un percorso P circolare;
- una pluralità di dispositivi di riempimento 10 atti a riempire rispettivi articoli 2 con il prodotto alimentare versabili e supportati da un bordo periferico esterno all’asse A della giostra 3;
- un convogliatore 4 di ingresso, in particolare una ruota a stella, alimentante la giostra 3 con gli articoli 2 da riempire, in corrispondenza di una stazione I del percorso P; e
- un convogliatore 5 di uscita, in particolare una ruota a stella, alimentato dalla giostra 3 con gli articoli 2 riempiti con il prodotto versabile, in corrispondenza di una stazione O del percorso P.
Più precisamente, il percorso P comprende:
- un tratto R di lavoro estendentesi dalla stazione I alla stazione O; e
- un tratto S di ritorno estendentesi dalla stazione di ingresso O alla stazione di ingresso I.
Il convogliatore 4 Ã ̈ mobile lungo un percorso Q1 circolare e tangente al percorso P, in corrispondenza della stazione I.
Il convogliatore 5 Ã ̈ mobile lungo un percorso Q2 circolare e tangente al percorso P, in corrispondenza della stazione O.
La giostra 3 comprende, inoltre,:
- un serbatoio 6 (Figure 1 e 2) comune a tutti i dispositivi di riempimento 10 e contenente il prodotto alimentare versabile oppure un fluido sanificante a seconda delle condizioni di funzionamento della macchina 1; e
- uno scambiatore di calore 39 comune a tutti i dispositivo di riempimento 10 e atto a riscaldare il prodotto alimentare versabile in ingresso al serbatoio 6.
Ciascun articolo 2 comprende:
- una bocca 8 atta a consentire il riempimento dell’articolo 2 stesso tramite la macchina riempitrice e il successivo versamento del prodotto alimentare dall’articolo 2 stesso;
- una parete di fondo (non illustrata) opposta alla bocca 8; e
- una porzione di collo 9a supportata da un relativo elemento di tenuta 9b portato dalla macchina riempitrice 1.
L’articolo 2 à ̈ nella fattispecie illustrata un contenitore realizzato in vetro, in plastica o lattine.
Nella descrizione che segue si farà riferimento, per semplicità , ad un solo dispositivo 10 ed al relativo articolo 2, essendo i dispositivi 10 identici tra loro.
Il dispositivo 10 comprende essenzialmente un telaio 11 fissato alla giostra 3 e definente, a propria volta, un condotto 12.
Il condotto 12 comprende, da proprie parti opposte, una bocca 13 di ingresso collegata con il serbatoio 6 e un’apertura di versamento 14 affacciata alla bocca 8 dell’articolo 2.
Il condotto 12 comprende, inoltre, un tratto 7 principale allungato lungo un asse B parallelo e distanziato all’asse A. Il tratto 7 si estende, in particolare, tra la bocca 13 e l’apertura di versamento 14.
La bocca 13 presenta un asse ortogonale all’asse B e l’apertura di versamento 14 si estende simmetricamente intorno all’asse A.
Il tratto 7 presenta, inoltre, una sezione 16 di diametro ristretto interposta tra la bocca 13 e l’apertura di versamento 14.
Il dispositivo di riempimento 10 comprende, infine, una valvola 15 di riempimento alloggiata all’interno del condotto 12.
La valvola 15 Ã ̈ spostabile tra:
- una posizione di apertura in cui consente il flusso tra la bocca 13 e l’apertura di versamento 14; e
- una posizione di chiusura in cui separa a tenuta di fluido la bocca 13 e l’apertura di versamento 14.
La valvola 15 comprende, inoltre, un otturatore 17 mobile avanti e indietro lungo l’asse B tra una posizione di chiusura e una posizione di apertura, e terminante, dalla parte dell’apertura di versamento 14 con un ringrosso 18 di estremità assiale.
Più precisamente, il ringrosso 18 à ̈ disposto rispetto alla sezione 16 da parte dell’apertura di versamento 14.
Quando l’otturatore 17 à ̈ disposto nella posizione di chiusura, il ringrosso 18 va in battuta contro il telaio 11, in corrispondenza della sezione 16. In tal modo, la bocca 13 e l’apertura di versamento 14 sono separati a tenuta di fluido.
Quando l’otturatore 17 à ̈ disposto nella posizione di apertura (illustrata in figura 1), il ringrosso 18 à ̈ distanziato dalla sezione 16 e scopre una luce 19 di passaggio, la quale mette in comunicazione fluidica la bocca 13 e l’apertura di versamento 14.
Il telaio 11 definisce, inoltre,:
- un condotto 20 estendentesi tra bocca 21 del condotto 12 ed una bocca 22;
- un condotto 25 estendentesi tra l’apertura di versamento 14 ed una bocca 26;
- un condotto 30 fluidicamente collegato con le bocche 22, 26; e
- una camera 31 fluidicamente collegata con il condotto 30.
La bocca 21 à ̈ aperta nel condotto 12 in posizione assialmente interposta tra la bocca 13 e la sezione 16. Più in particolare, la bocca 21 à ̈ aperta nel condotto 12 immediatamente al di sopra della sezione 16. In tal modo, sia quando l’otturatore 17 à ̈ disposto nella posizione di chiusura sia quando l’otturatore 17 stesso à ̈ disposto nella posizione di apertura, il condotto 20 à ̈ fluidicamente collegato con il serbatoio 6.
Il dispositivo di riempimento 10 comprende, inoltre,: - una valvola 41 alloggiata all’interno del condotto 20; e
- una valvola 42 alloggiata all’interno del condotto 25.
La valvola 41 Ã ̈ atta a consentire il ricircolo del prodotto alimentare versabile durante una fase di interruzione del riempimento degli articoli 2.
Più in particolare, il prodotto alimentare versabile ricircola tra il condotto 20, il condotto 30, la camera 31, lo scambiatore di calore 39 ed il serbatoio 6 e, pertanto, si mantiene alla temperatura di riempimento. In tal modo, quando il riempimento degli articoli 2 riprende, il prodotto versabile à ̈ già alla temperatura di riempimento maggiore della temperatura ambiente.
Vantaggiosamente, la valvola 41 à ̈ spostabile tra le rispettive posizioni di apertura e chiusura, in modo indipendente dalla differenza di pressione esistente tra le bocche 21, 22 all’interno del condotto 20.
In altre parole, lo spostamento della valvola 41 tra le rispettive posizioni di chiusura e apertura à ̈ controllato tramite un comando esterno al condotto 20 e secondo una legge di funzionamento decisa in fase di settaggio della macchina riempitrice.
La valvola 41 à ̈ alloggiata all’interno di una sede 43 definita dal telaio 11.
La sede 43 Ã ̈ delimitata da una coppia di pareti 55, 56 rispettivamente superiore ed inferiore e da una parete 57 anulare interposta assialmente tra le pareti 55, 56.
La valvola 41 comprende essenzialmente:
- una camicia 50 fissata alla parete 57 della sede 43; - un pistone 51 mobile all’interno della sede 43 parallelamente all’asse B, avente un’estremità 54 troncoconica, e collegato alla camicia 50 tramite un soffietto comprimibile; e
- una molla 52 interposta tra la camicia 50 ed il pistone 51 e pre-caricante la valvola 41 verso la posizione di apertura.
La parete 56 definisce la bocca 22.
La parete 55 ed il pistone 51 definiscono, inoltre, una camera 58 all’interno del quale à ̈ presente un fluido, in particolare aria, in pressione. Tale fluido può essere scaricato dalla camera 58 in modo non illustrato.
La pressione regnante nella camera 58 dispone l’estremità 54 in battuta a tenuta di fluido all’interno della bocca 22 (Figura 1).
Diversamente, quando il fluido viene scaricato dalla camera 58, la molla 52 si estende e l’estremità 54 definisce con la parete 56 una luce di passaggio, la quale à ̈ fluidicamente collegata con la bocca 22. In altre parole, la valvola 41 viene disposta nella posizione di apertura, scaricando il fluido dalla camera 58.
La valvola 42 Ã ̈ atta a controllare il flusso di un fluido sanificante, durante una fase di sterilizzazione del dispositivo di riempimento 10.
Come illustrato in Figura 2, un elemento di chiusura 45 viene collegato al telaio 11 in chiusura dell’apertura di versamento 14 durante la fase di sterilizzazione, in modo da evitare che il fluido sanificante fuoriesca dall’apertura di versamento 14 stessa.
L’elemento di chiusura 45 mette, inoltre, in comunicazione fluidica i condotti 12, 25 durante la fase di sterilizzazione.
L’elemento di chiusura 45 giace, infine, su un piano ortogonale all’asse B, quando à ̈ disposto in chiusura dell’apertura di versamento 14.
La valvola 42 à ̈ spostabile automaticamente tra una posizione di chiusura in cui isola fluidicamente l’apertura di versamento 14 e la bocca 26, e una posizione di apertura in cui mette in comunicazione fluidica l’apertura di versamento 14 e la bocca 26.
La valvola 42 à ̈, nella fattispecie illustrata, una valvola limitatrice di pressione, ossia si sposta automaticamente nella posizione di apertura al raggiungimento di una data differenza di pressione tra l’apertura di versamento 14 e la bocca 26.
La valvola 42 à ̈, inoltre, una valvola di non ritorno, la quale consente il flusso dal condotto 12 al condotto 30 attraverso il condotto 25, quando l’elemento di chiusura 45 à ̈ fissato al telaio 11.
Diversamente, la valvola 42 impedisce il flusso dal condotto 30 al condotto 12.
Più in particolare, la valvola 42 comprende:
- uno stelo 47 scorrevole all’interno del condotto 25 e provvisto di un otturatore 48; e
- una molla 49 caricante lo stelo 47 verso la posizione di chiusura.
L’otturatore 48 definisce con la porzione di telaio 11 una luce di passaggio, quando la valvola 42 à ̈ disposta nella posizione di apertura e ostruisce tale luce di passaggio, quando la valvola 42 à ̈ disposta nella posizione di chiusura illustrata in Figura 1.
La camera 31 Ã ̈ collegata, tramite un collettore 38 rotante, con lo scambiatore di calore 39 fisso.
Il funzionamento della macchina riempitrice 1 Ã ̈ descritto nel seguito, con riferimento ad un solo dispositivo di riempimento 10 e a un solo corrispondente articolo 2.
Più precisamente, viene descritto nel seguito il funzionamento della macchina riempitrice 1 durante una fase di riempimento “a caldo†dell’articolo 2 con un prodotto alimentare versabile.
In particolare, il serbatoio 6 Ã ̈ riempito con il prodotto alimentare versabile caldo a un primo valore di pressione.
La giostra 3 riceve l’articolo 2 da riempire dal convogliatore 4 in corrispondenza della stazione I del percorso P, e alimenta l’articolo 2 riempito al convogliatore 5 in corrispondenza della stazione O del percorso P.
Più precisamente, l’articolo 2 à ̈ disposto in modo tale che la bocca 8 si trovi al di sotto dell’apertura di versamento 14 del condotto 12.
La valvola 15 à ̈ disposta nella relativa posizione di apertura durante il tratto R del percorso P, in modo da eseguire il riempimento dell’articolo 2 con il prodotto alimentare versabile caldo.
Le valvole 41, 42 (Figura 4) sono disposte nelle relative posizioni di chiusura, durante il tratto R del percorso P. In tal modo, il prodotto alimentare versabile non può fluire lungo i condotti 20, 25.
La valvola 15 viene spostata nella relativa posizione di chiusura durante il tratto S del percorso P.
Le valvole 41, 42 sono disposte nelle relative posizioni di chiusura anche durante il tratto S del percorso P.
Qualora sia necessario interrompere la sopra descritta fase di riempimento senza arrestare la macchina riempitrice 1, ad esempio perché l’alimentazione degli articoli 2 à ̈ stata interrotta, viene eseguita una fase di ricircolo del prodotto versabile alimentare all’interno lungo il condotto 12, il condotto 20, il condotto 30, la camera 31, lo scambiatore 39 e il serbatoio 6.
In tal modo, il prodotto alimentare versabile viene continuamente scaldato dallo scambiatore 39 e potrà essere immediatamente utilizzato per riempire l’articolo 4, alla ripresa della fase di riempimento.
La fase di ricircolo à ̈ svolta, disponendo lungo l’intero percorso P la valvola 41 nella relativa posizione di apertura così da collegare fluidicamente i condotti 12, 20 e mantenendo le valvole 15, 42 nelle relative posizioni di chiusura lungo l’intero percorso P.
Qualora sia necessario eseguire una sterilizzazione delle parti della macchina riempitrice 1 a contatto con il prodotto alimentare versabile, il serbatoio 6 viene riempito con un fluido sanificante e un elemento di chiusura 45 (Figura 2) viene disposto in chiusura dell’apertura di versamento 14, in modo da evitare che il fluido sanificante fuoriesca dall’apertura di versamento 14 stessa.
Più in particolare, l’elemento di chiusura 45 pone in collegamento fluidico i condotti 12, 25.
Durante la fase di sterilizzazione, le valvole 15 e 41 sono disposte nelle relative posizioni di apertura lungo l’intero percorso P.
In tal modo, il fluido sanificante può fluire dal serbatoio 6 lungo l’intero condotto 12 e attraversare l’intero condotto 20 sino al condotto 30.
Il fluido sanificante fluisce, inoltre, dal condotto 12 al condotto 25 e, grazie alla sua pressione, dispone automaticamente la valvola 41 nella posizione di apertura lungo l’intero percorso P.
Il fluido sanificante fluisce, in tal modo, lungo l’intero condotto 25 fino a raggiungere il condotto 30 e di qui la camera 31 e ritornare, di seguito, al serbatoio 6.
Con riferimento alle figura 5, à ̈ indicato nel suo complesso con 10’ un dispositivo di riempimento secondo una diversa forma di realizzazione della presente invenzione. Il dispositivo di riempimento 10’ à ̈ simile al dispositivo di riempimento 10 e verrà descritto nel seguito soltanto per quanto differisce da quest’ultimo; parti corrispondenti o equivalenti dei dispositivi di riempimento 10, 10’ saranno contraddistinte, ove possibile, dagli stessi numeri di riferimento.
In particolare, il dispositivo di riempimento 10’ differisce dal dispositivo di riempimento 10 per il fatto di comprendere una valvola 42’ comandabile in modo indipendente dalla differenza di pressione esistente tra l’apertura di versamento 14 e la bocca 26, una volta che l’elemento di chiusura 45 à ̈ stato collegato al telaio 11 in chiusura dell’apertura di versamento 14.
In altre parole, lo spostamento della valvola 42’ tra le rispettive posizioni di chiusura e apertura à ̈ controllato tramite un comando esterno al condotto 25 e secondo una legge di funzionamento decisa da in fase di settaggio della macchina riempitrice.
La valvola 42’ à ̈ disposta all’interno di una sede 60’ disposta esternamente al condotto 25 e controlla il flusso tra una prima porzione 61’ del condotto 25 originantesi nell’apertura di versamento 14 ed una seconda porzione 62’ del condotto 25 terminante nella bocca 26.
La valvola 42’ comprende essenzialmente:
- un corpo di supporto 63’ fissato all’interno della sede 60’;
- uno stelo 64’ allungato e mobile ortogonalmente all’asse B; rispetto al corpo di supporto 63’; e
- una membrana 65’ avente opposte estremità 70’ fissate al telaio 11, e una porzione centrale 71’ fissata allo stelo 64’.
La valvola 42’ comprende, inoltre,:
- una molla 66’ interposta, dalla parte opposta delle membrana 65’, tra lo stelo 64’ e il telaio 11;
- un condotto 67’ aperto all’interno della sede 60’ dal lato della molla 66’ rispetto allo stelo 64’ e fluidamente collegabile in modo selettivo ad una sorgente di un fluido, in particolare aria, in pressione; e
- un condotto 68’ aperto all’interno della sede 60’ dal lato della membrana 65’ rispetto allo stelo 64’ e fluidamente collegabile in modo selettivo alla sorgente di fluido in pressione.
La valvola 42’ à ̈ mantenuta nella relativa posizione di chiusura dall’azione del pre-carico della molla 66’ e dall’azione della pressione del fluido addotto dal condotto 67’ all’interno della sede 60’ dal lato della molla 66’ rispetto allo stelo 64’. Tali azioni caricano lo stelo 64’ verso la membrana 65’ e mantengono la porzione centrale 72’ della membrana 65’ stessa nella configurazione piana.
La valvola 42’ à ̈ spostata nella relativa posizione di chiusura collegando il condotto 68’ alla sorgente di pressione e mettendo a scarico il condotto 67’. In tal modo, si genera una pressione sulla membrana 65’ diretta verso lo stelo 64’. Tale azione dispone la porzione centrale 71’ della membrana 65’ nella configurazione curva, comprime la molla 66’ e collega fluidicamente tra loro le porzioni 61’, 62’ del condotto 25.
In particolare, i condotti 67’, 68’ sono collegati alla sorgente di pressione tramite rispettivi condotti non illustrati ed esterni al telaio 11.
Il funzionamento del dispositivo di riempimento 10’ differisce dal funzionamento del riempimento 10 per il fatto che l’apertura e la chiusura della valvola 42’ sono controllabili indipendentemente dalla differenza di pressione tra l’apertura di versamento 14 e la bocca 26.
In altre parole, lo spostamento della valvola 42’ tra le rispettive posizioni di chiusura e apertura à ̈ controllato tramite un comando esterno al condotto 25 e secondo una legge di funzionamento decisa in fase di settaggio della macchina riempitrice.
Con riferimento alle figura 6, à ̈ indicato nel suo complesso con 10’’ un dispositivo di riempimento secondo una diversa forma di realizzazione della presente invenzione. Il dispositivo di riempimento 10’’ à ̈ simile al dispositivo di riempimento 10’ e verrà descritto nel seguito soltanto per quanto differisce da quest’ultimo; parti corrispondenti o equivalenti dei dispositivi di riempimento 10, 10’’ saranno contraddistinte, ove possibile, dagli stessi numeri di riferimento.
La valvola 42’’ del dispositivo 10’’ differisce dalla valvola 42’ del dispositivo 10’ per il fatto di essere simile alla valvola 41.
In dettaglio, la valvola 42’’ à ̈ alloggiata all’interno di una sede 43’’ definita dal telaio 11.
La sede 43’’ à ̈ delimitata dalle pareti 55, 56 rispettivamente superiormente e inferiormente e da una ulteriore parete 57’’ del telaio 11’’ interposta assialmente tra le pareti 55, 56. La parete 57’’ à ̈, inoltre, contigua alla ed integrale con la parete 57.
Il condotto 25’’ differisce dal condotto 25 per il fatto di comprendere una bocca 26’’ attraversante la parete 56 ed una bocca 80’’ attraversante la parete 57.
In particolare, la bocca 26’’ à ̈ fluidicamente collegata al condotto 30 e la bocca 80’’ à ̈ fluidicamente collegata all’apertura di versamento 14, una volta che l’elemento di chiusura 45 (non illustrato in Figura 6) à ̈ stato applicato al telaio 11.
Le bocche 80’’, 26’’ sono disposte rispettivamente a monte e a valle della valvola 42’’, secondo una direzione di avanzamento del fluido sanificante dall’apertura di versamento 14 al condotto 30.
La valvola 42’’ comprende essenzialmente:
- una camicia 50’’ fissata alla parete 57’’ della sede 43;
- un pistone 51’’ mobile all’interno della sede 43’’ parallelamente all’asse B, avente un’estremità 54’’ troncoconica, e collegato alla camicia 50’’ tramite un soffietto comprimibile; e
- una molla 52’’ interposta tra la camicia 50’’ ed il pistone 51’’ e pre-caricante la valvola 42’’ verso la posizione di apertura.
La parete 55’’ ed il pistone 51’’ definiscono, inoltre, una camera 58’’ all’interno del quale à ̈ presente un fluido, in particolare aria, in pressione. Tale fluido può essere scaricato dalla camera 58’’ in modo non illustrato.
La pressione regnante nella camera 58’’ dispone l’estremità 54’’ in battuta a tenuta di fluido all’interno della bocca 22’’ (Figura 6).
Diversamente, quando il fluido viene scaricato dalla camera 58’’, la molla 52’’ si estende e l’estremità 54 definisce con la parete 56’’ una luce di passaggio, la quale à ̈ fluidicamente collegata con la bocca 22’’. In altre parole, la valvola 42’’ viene disposta nella posizione di apertura, scaricando il fluido dalla camera 58’’.
E’ importante notare che la camera 58’’ à ̈ collegata fluidicamente con il distributore 81 in modo non illustrato e tramite condotti ricavati all’interno del telaio 11.
Il funzionamento del dispositivo 10’’ differisce dal funzionamento del dispositivo 10’ per il fatto che il pistone 51’’ della valvola 42’’ à ̈ elasticamente precaricato dalla molla 52’’ verso la posizione di apertura ed à ̈ spostabile nella posizione di chiusura adducendo un fluido in pressione all’interno della camera 58’’
Da un esame delle caratteristiche del dispositivo 10, 10’, 10’’ e del metodo secondo la presente invenzione sono evidenti i vantaggi che essa consente di ottenere.
In particolare, la valvola 41 Ã ̈ controllabile in modo indipendente dalla differenze pressione esistente nel condotto 25 tra le bocche 21, 22.
In tal modo, le modalità operative del dispositivo di riempimento 10, 10’, 10’’ risultano maggiormente flessibili rispetto alle soluzioni di tipo noto e descritte nella parte introduttiva della presente descrizione.
Ad esempio, entrambe le valvole 15, 41 possono essere disposte contemporaneamente nelle rispettive posizioni chiuse.
Ne segue che, quando il dispositivo di riempimento 10, 10’, 10’’ à ̈ incorporato nella macchina riempitrice 1, entrambe le valvole 15, 41 possono essere disposte entrambe nelle relative posizioni di chiusura lungo il tratto S e durante una fase di riempimento degli articoli 2.
La flessibilità del dispositivo di riempimento 10’, 10’’ à ̈ ulteriormente incrementata dal fatto che anche la valvola 42’, 42’’ à ̈ controllabile in modo indipendente dalla differenza di pressione esistente all’interno del condotto 25 tra una sezione di monte ed una sezione di valle della suddetta valvola 42, 42’’.
Grazie a ciò, à ̈ possibile mantenere la valvola 42’ sempre chiusa durante la fase di riempimento degli articoli 2.
In tal modo, in caso di incremento della pressione nel condotto 30, si evita che il prodotto versabile ritorni indietro lungo il condotto 25 e raggiunga l’apertura di versamento 14. Conseguentemente, si evita lo sgocciolamento del prodotto alimentare versabile dall’apertura di versamento 14, durante la fase di ricircolo del prodotto versabile.
Il dispositivo 10’’ comprende valvole 41, 41’’ collegate al distributore 81 tramite condotti ricavati internamente al telaio 11.
Conseguentemente, il dispositivo 10’’ non necessita di ulteriori condotti esterni al telaio 11 per controllare lo spostamento delle valvole 41, 41’’ tra le rispettive posizioni di apertura e chiusura.
Risulta infine chiaro che al dispositivo di riempimento 10, 10’, 10’’ e al metodo qui descritto possono essere apportate modifiche e varianti che non escono dall’ambito di tutela delle rivendicazioni.
In particolare, i soffietti delle valvole 41, 42’’ potrebbero essere sostituiti da membrane.
Claims (1)
- R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Dispositivo di riempimento (10, 10’, 10’’) per il riempimento di un articolo (2) con un prodotto versabile a temperatura maggiore della temperatura ambiente, comprendente: - un serbatoio (6) riempibile con il detto prodotto versabile alla detta temperatura maggiore della detta temperatura ambiente per eseguire una fase di riempimento del detto articolo (2) con il detto prodotto versabile; - una prima linea fluidica (12) estendentesi tra il detto serbatoio (6) e un’apertura di versamento (14) posta, in uso, adiacente ad una bocca (8) di riempimento del detto articolo (2); - una prima valvola (15) interposta lungo la detta prima linea fluidica (12), e spostabile tra una relativa posizione di apertura in cui collega fluidicamente il detto serbatoio (6) e la detta apertura di versamento (14) e una relativa posizione di chiusura in cui isola fluidicamente il detto serbatoio (6) dalla detta apertura di versamento (14); - una seconda linea fluidica (20) fluidicamente collegata con la detta prima linea fluidica (12) e con il detto serbatoio (6) e atta a consentire una circolazione continua del detto prodotto versabile alla detta temperatura maggiore della detta temperatura ambiente, quando la detta prima valvola (15) à ̈ nella relativa detta posizione di chiusura; e - una seconda valvola (41) interposta lungo la detta seconda linea fluidica (20), e spostabile tra una relativa posizione di apertura in cui collega fluidicamente il detto serbatoio (6) e la detta prima linea fluidica (12) attraverso la detta seconda linea fluidica (20), e una relativa posizione di chiusura in cui impedisce il collegamento fluidico tra il detto serbatoio (6) e la detta prima linea fluidica (12) attraverso la detta seconda linea fluidica (20); caratterizzato dal fatto che la detta seconda valvola (41) à ̈ spostabile tra la relative dette posizioni di apertura e chiusura in modo indipendente dalla differenza di pressione esistente, in uso, all’interno della detta seconda linea fluidica (20) tra una sezione di monte (21) ed una sezione di valle (22) della seconda valvola (41) stessa. 2.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto serbatoio (6) à ̈ riempibile con un fluido sanificante per eseguire una fase di sanificazione del dispositivo di riempimento (10’, 10’’) stesso; e dal fatto di comprendere: - una terza linea fluidica (25, 25’’) fluidicamente collegata con il detto serbatoio (6); - un elemento di chiusura (45) fissabile in modo rilasciabile al detto telaio (11) durante la detta fase di sanificazione e in modo da chiudere la detta apertura di versamento (14) e da porre in comunicazione fluidica le dette prima e terza linea fluidica (12; 25, 25’’); e - una terza valvola (42’, 42’’) interposta lungo la detta terza linea fluidica (25, 25’’), e spostabile tra una relativa posizione di apertura in cui consente al detto fluido sanificante di fluire lungo la detta terza linea fluidica (25, 25’’) dalla detta prima linea fluidica (12) verso il detto serbatoio (6), e una relativa posizione di chiusura in cui impedisce al detto fluido sanificante di fluire lungo la detta terza linea fluidica (25, 25’’); la detta terza valvola (42’, 42’’) essendo spostabile tra le dette relative posizioni di apertura e chiusura in modo indipendente dalla differenza di pressione esistente, in uso, all’interno della detta terza linea fluidica (25, 25’’) tra una sezione di monte (14) ed una sezione di valle (26, 26’’) della detta terza valvola (42’, 42’’). 3.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che almeno una delle dette seconda e terza valvola (41; 42’, 42’’) à ̈ spostabile tra le rispettive posizioni di apertura e di chiusura tramite un comando selettivamente impartibile dall’esterno. 4.- Dispositivo secondo una la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto di comprendere un telaio (11) definente le detta prima, seconda e terza linea fluidica (12; 20; 25, 25’’) e una sede (43, 43’’) alloggiante almeno una tra le dette seconda e terza valvola (41, 42’’); la detta almeno una tra le dette prima e terza valvola (41, 42’’) comprendendo: - un otturatore (51, 51’’) spostabile tra una prima posizione in cui coopera a tenuta di fluido con una bocca (22, 26’’) definita dalla detta sede (43, 43’’), e una seconda posizione in cui definisce una luce di passaggio con la detta bocca (22, 26’’); - mezzi elastici (52, 52’’) atti a caricare il detto otturatore (51, 51’’) verso una tra le dette prima e seconda posizione; - una camera (58, 58’’) definita tra la detta prima sede (43, 43’’) ed il detto otturatore (51, 51’’) e riempibile con fluido a pressione variabile per spostare il detto otturatore (51, 51’’) verso l’altra tra le dette prima e seconda posizione contro l’azione dei detti mezzi elastici (52, 52’’); il detto dispositivo di riempimento (10, 10’’) comprendendo un distributore (81) fluidicamente collegabile con la detta camera (58, 58’’) tramite ulteriori condotti interni al detto telaio (11). 5.- Dispositivo secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto di comprendere un condotto (30) fluidicamente interposto tra il detto serbatoio (6) e ciascuna delle dette seconda e terza linea fluidica (20, 25). 6.- Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che le dette seconda e terza linea fluidica (20, 25) sono entrambe interposte tra la detta prima linea fluidica (12) ed il detto condotto (30). 7.- Macchina riempitrice (1), caratterizzata dal fatto di comprendere: - un primo convogliatore (3) mobile lungo un primo percorso (P) formato da un tratto operativo (R) ed un tratto di ritorno (S), e comprendente, a propria volta, un dispositivo di riempimento (10, 10’, 10’’) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti; - un secondo convogliatore (4) mobile lungo un secondo percorso (Q1) tangente al detto primo percorso (P), in corrispondenza di una stazione iniziale (I) del detto tratto operativo (R); e - un terzo convogliatore (5) mobile lungo un terzo percorso (Q2) tangente al detto primo percorso (P), in corrispondenza di una stazione terminale (O) del tratto operativo (R); le dette prima e seconda valvola (15, 41) essendo comandabili in modo da essere disposte entrambe nelle rispettive dette posizioni di chiusura lungo il detto tratto di ritorno (S) del detto primo percorso (P). 8.- Metodo di controllo di un dispositivo di riempimento (10, 10’) per il riempimento di un articolo con un prodotto versabile a temperatura maggiore della temperatura ambiente, comprendente le fasi di: - riempire un serbatoio (6) con il detto prodotto versabile alla detta temperatura maggiore della detta temperatura ambiente, per eseguire una fase di riempimento del detto articolo (2) con il detto prodotto versabile; - disporre una bocca (8) di riempimento del detto articolo (2) adiacente ad un’apertura di versamento (14) di una prima linea fluidica (12) estendentesi tra il detto serbatoio (6) e la detta apertura di versamento (14); - spostare una prima valvola (15) interposta lungo la detta prima linea fluidica (12) tra una posizione di apertura in cui collega fluidicamente il detto serbatoio (6) e un’apertura di versamento (14), e una posizione di chiusura in cui isola fluidicamente il detto serbatoio (6) dalla detta apertura di versamento (14); e - mantenere una circolazione continua del detto prodotto versabile attraverso una seconda linea fluidica (20) fluidicamente collegata con la detta prima linea fluidica (12) e con il detto serbatoio (6), quando la detta prima valvola (15) à ̈ nella detta relativa posizione di chiusura; la detta fase di mantenere una circolazione continua comprendendo la fase di spostare una seconda valvola (41) interposta lungo la detta seconda linea fluidica (20) da una seconda posizione di chiusura, in cui impedisce il collegamento fluidico tra il detto serbatoio (6) e la detta prima linea fluidica (12) attraverso la detta seconda linea fluidica (20), verso una seconda posizione di apertura, in cui collega fluidicamente il detto serbatoio (6) e la detta prima linea fluidica (12) attraverso la detta seconda linea fluidica (20); il detto metodo essendo caratterizzato dal fatto che la detta fase di spostare la detta seconda valvola (41) comprende la fase di spostare la detta seconda valvola (41) tra le dette relative posizioni di apertura e chiusura in modo indipendente dalla differenza di pressione esistente all’interno della detta seconda linea fluidica (20) tra una sezione di monte ed una sezione di valle (21, 22) della detta valvola (41) stessa. 9.- Metodo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - riempire un serbatoio (6) con un fluido sanificante per eseguire una fase di sanificazione del detto dispositivo di riempimento (10, 10’, 10’’); - disporre un elemento di chiusura (45) in modo da chiudere la detta apertura di versamento (14) e porre in comunicazione fluidica la detta seconda linea fluidica (12) e una terza linea fluidica (25, 25’’) fluidicamente collegata con il detto serbatoio (6); - consentire al detto fluido sanificante di fluire lungo la detta terza linea fluidica (25, 25’’) dalla detta prima linea fluidica (12) verso il detto serbatoio (6), durante una fase di sanificazione del detto dispositivo di riempimento (10, 10’); la detta fase di consentire comprendendo le ulteriori fasi di: - spostare una terza valvola (42’, 42’’) interposta lungo la detta terza linea fluidica (25, 25’’) tra una relativa posizione di chiusura in cui impedisce al detto fluido sanificante di fluire lungo la detta terza linea fluidica (25), e una relativa posizione di apertura in cui consente al detto fluido sanificante di fluire lungo la detta terza linea fluidica (25); la detta fase di spostare la detta terza valvola (42’, 42’’) comprendendo la fase di spostare la detta terza valvola (42’, 42’’) tra le relative dette posizioni di apertura e chiusura in modo indipendente dalla differenza pressione esistente all’interno della detta terza linea fluidica (25, 25’’) tra una sezione di monte (14) ed una sezione di valle (26, 26’’) della terza valvola (42’, 42’’) stessa. 10.- Metodo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - avanzare un primo convogliatore (3) comprendente almeno un detto dispositivo di riempimento (10, 10’) lungo un primo percorso (P) formato da un tratto operativo (R) ed un tratto di ritorno (S); - avanzare un secondo convogliatore (4) lungo un secondo percorso (Q1) tangente al detto primo percorso (P), in corrispondenza di una stazione iniziale (I) del detto tratto operativo (R); - avanzare un terzo convogliatore (5) mobile lungo un terzo percorso (Q2) tangente al detto primo percorso (P), in corrispondenza di una stazione terminale (O) del tratto operativo (R); e - disporre entrambe le detta prima valvola (15) e seconda valvola (41) nelle rispettive dette posizioni di chiusura, durante il detto tratto di ritorno (S) del detto percorso (P).
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