ITTO20120041U1 - Gruppo selettore di portata e macchina riempitrice - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del modello di utilità dal titolo:

“GRUPPO SELETTORE DI PORTATA E MACCHINA RIEMPITRICE”

La presente innovazione è relativa ad un gruppo selettore di portata. In particolare, l’innovazione si riferisce ad un gruppo selettore di portata per una macchina riempitrice ed atto a commutare tra due differenti valori di portata di un flusso di un prodotto versabile, per esempio un prodotto alimentare come succo di frutta, the o un integratore energetico, con il quale viene riempito un contenitore, e che necessiti di essere manipolato in condizioni asettiche.

Inoltre, l’innovazione è relativa ad una macchina riempitrice comprendente un tale gruppo selettore di portata.

Sono note macchine riempitrici comprendenti una stazione di riempimento alimentata, in ingresso, con contenitori vuoti e atta a fornire, in uscita, contenitori riempiti con il prodotto alimentare versabile.

Comunemente, la stazione di riempimento comprende essenzialmente una giostra girevole intorno ad un asse di rotazione, un serbatoio contenente il prodotto alimentare versabile, ed una pluralità di organi regolatori di portata fluidicamente collegati in modo indipendente con il serbatoio e supportati dalla giostra in posizione radialmente esterna rispetto all’asse di rotazione della giostra stessa.

Ciascun organo regolatore di portata è tipicamente fissato alla giostra e comprende una testa di riempimento disposta lungo una direzione parallela all’asse di rotazione della giostra stessa. La testa di riempimento comprende un otturatore mobile tra una configurazione di chiusura, in cui l’otturatore impedisce al prodotto alimentare versabile di raggiungere la bocca del relativo contenitore da riempire, ed una configurazione di apertura, in cui vengono messe in comunicazione fluidica la camera e la bocca del contenitore, consentendo al prodotto alimentare di riempire il contenitore stesso.

Sono noti organi regolatori di portata comprendenti otturatori di varie geometrie. Per esempio, in quelli del tipo a sfera o a farfalla, l’otturatore è girevole intorno ad un asse sostanzialmente ortogonale a quello di scorrimento del fluido ed è atto ad impegnare, in misura variabile, il condotto percorribile dal prodotto alimentare versabile, di modo che la relativa sezione libera di passaggio può essere gradualmente ridotta, anche fino ad una configurazione di chiusura totale.

Ciascun organo regolatore di portata è comunemente comandabile in risposta ad un segnale di rilevamento del livello raggiunto dal prodotto versabile all’interno del contenitore. Per esempio, tale segnale può provenire da una sonda di tipo induttivo che rileva direttamente il livello del prodotto versabile all’interno del contenitore, oppure un segnale elaborato a partire da una misura indiretta, per esempio dal rilevamento del peso del contenitore in fase di riempimento, il quale, a parità di area della sezione del contenitore e di densità del prodotto versabile, è funzione solo del livello raggiunto nel contenitore stesso.

Per eseguire il riempimento di un contenitore, l’otturatore dell’organo regolatore di portata viene spostato dalla posizione di chiusura in una posizione di apertura almeno parziale.

Poiché la turbolenza all’interno del contenitore aumenta quando il livello raggiunto dal prodotto versabile si avvicina alla condizione di riempimento, in particolare nel caso in cui il contenitore sia una bottiglia e quindi presenti una rastremazione della sezione ed, in ogni caso, al fine di evitare la fuoriuscita di prodotto versabile dal contenitore nel corso del riempimento, il riempimento comprende generalmente una prima fase ad alta velocità ed una seconda fase a bassa velocità immediatamente successiva alla prima fase. In questo modo è possibile sostanzialmente eliminare l’occorrenza di fuoriuscite di prodotto versabile dal contenitore e, al tempo stesso, controllare con precisione il volume di prodotto versabile introdotto nel contenitore, il quale deve, nella maggior parte dei casi di interesse commerciale, corrispondere entro stretti margini di tolleranza al volume nominale indicato sulla confezione che viene messa in vendita.

La prima fase di riempimento viene terminata quando il livello del prodotto alimentare versabile ha raggiunto una quota predeterminata, per esempio la quota della sonda, oppure la quota corrispondente ad un predeterminato peso del contenitore.

In alternativa, il raggiungimento di tale quota predeterminata nel contenitore può essere rilevato in maniera indiretta misurando in continuo la portata di fluido alimentato, per esempio con un flussimetro, e calcolando di conseguenza il volume complessivo alimentato.

Quando il prodotto versabile raggiunge tale livello nel contenitore, ha inizio la seconda fase di riempimento. Tale fase di riempimento a bassa velocità dura per un intervallo di tempo necessario a riempire il contenitore con una predeterminata quantità di prodotto alimentare versabile.

Nel caso particolare in cui il prodotto versabile è addizionato con anidride carbonica, come accade frequentemente nel settore alimentare con le bevande gassate, prima della fase di riempimento ciascun contenitore viene pressurizzato al fine di essere portato alla stessa pressione del prodotto alimentare versabile durante la fase di riempimento. In particolare, la pressurizzazione avviene adducendo un fluido, ad esempio anidride carbonica, all’interno del contenitore stesso mentre l’otturatore dell’organo regolatore di portata è nella posizione di chiusura. Al termine del riempimento, ciascun contenitore viene depressurizzato in modo che la pressione regnante al di sopra del pelo libero del prodotto versabile eguagli la pressione atmosferica. Tale fase di depressurizzazione viene realizzata convogliando l’anidride carbonica con cui ciascun contenitore era stato pressurizzato all’esterno del contenitore stesso.

Date le condizioni operative suddescritte, che il prodotto versabile sia addizionato con anidride carbonica o meno, è necessario che l’organo regolatore di portata impiegato in una tale macchina riempitrice sia in grado di assumere almeno tre distinte configurazioni: i) una configurazione di completa chiusura; ii) una prima configurazione di apertura (la quale può, eventualmente, coincidere con l’apertura totale), corrispondente alla fase di riempimento veloce; e iii) una seconda configurazione di apertura, avente un grado di apertura inferiore a quello della prima configurazione di apertura e corrispondente alla fase di riempimento lento.

In altre parole, in una tale macchina riempitrice risulta in sostanza necessario disporre di un organo regolatore di portata atto a realizzare con rapidità, precisione ed affidabilità la transizione tra la prima e la seconda configurazione di apertura. Tale transizione deve infatti seguire in modo pressoché istantaneo al raggiungimento da parte del prodotto versabile entro il contenitore di un dato livello di soglia.

Gli otturatori a sfera o a farfalla descritti in precedenza sono, in linea teorica, in grado di assumere un numero infinito di posizioni corrispondenti a gradi di apertura parziale compresi tra la configurazione di chiusura totale e la configurazione di apertura totale. Tuttavia, tali otturatori presentano una serie di svantaggi. In particolare, sono difficili da pulire date le ridotte tolleranze tra l’otturatore stesso e le pareti del condotto entro il quale scorre, in uso, il prodotto versabile. Inoltre, essi comportano importanti costi di fabbricazione e, come tutte le parti meccaniche in moto reciproco per rotazione o traslazione, sono particolarmente soggetti ad usura.

Occorre poi considerare che, al fine di potere convenientemente gestire il funzionamento di una macchina riempitrice del tipo descritto, è indispensabile che l’organo regolatore possieda una grande rapidità di risposta al segnale di rilevamento del livello raggiunto dal prodotto versabile all’interno del contenitore.

In particolare, al fine di poter convenientemente commutare dalla configurazione di riempimento veloce alla configurazione di riempimento lento come descritto in precedenza, è auspicabile che l’organo regolatore comprenda opportuni mezzi di selezione di portata atti a rispondere con prontezza e precisione al segnale di rilevamento del livello raggiunto dal prodotto versabile all’interno del contenitore.

Da questo punto di vista, un otturatore a sfera o a farfalla in grado di assumere un numero virtualmente infinito di posizioni intermedie tra la configurazione di apertura e chiusura risulta poco conveniente dal punto di vista della logica di controllo, in quanto, in uso, si dovrebbe ottenere ciclicamente una rapida rotazione intorno all’asse dell’otturatore, dalla prima configurazione di apertura (eventualmente di apertura totale) ad una predeterminata posizione di apertura intermedia, seguita da una altrettanto rapida rotazione verso la configurazione di chiusura integrale quando il livello obiettivo di prodotto versabile nel contenitore venga raggiunto. Appare evidente che queste modalità di uso sottopongono la struttura dell’otturatore ad un logorio meccanico rilevante e che, al tempo stesso, impongono una regolazione fine del controllore e dell’attuatore perché l’ampiezza della rotazione imposta all’otturatore corrisponda con precisione ad un predeterminato grado di apertura.

Si avverte, pertanto, nel settore, l’esigenza di fornire un gruppo selettore di portata che sia compatibile con le esigenze specifiche legate al riempimento di contenitori con un prodotto versabile in una macchina riempitrice del tipo suddescritto, in particolare in termini di rapidità di attuazione in risposta ad un dato segnale e, quindi, di transizione da una configurazione di riempimento (apertura) all’altra.

Inoltre, è sentita l’esigenza di fornire un tale gruppo selettore di portata che consenta di limitare i costi di fabbricazione e di gestione, in particolare per quanto concerne la complicazione strutturale e le spese di gestione (manutenzione, dispendio energetico, eccetera).

In particolare, è avvertita nel settore l’esigenza di fornire un tale gruppo selettore di portata atto ad essere impiegato con un prodotto versabile che, per sua stessa natura (caratteristiche fisiche, organolettiche, eccetera) necessiti di essere manipolato in condizioni asettiche.

Esistono poi, in particolare, situazioni nelle quali organi dosatori di tipo convenzionale si dimostrano non del tutto soddisfacenti dal punto di vista operativo. Ciò si verifica, per esempio, quando si ha la necessità di riempire un contenitore con un prodotto versabile bifasico, ovvero un prodotto comprendente una fase liquida nella quale sono contenute, in sospensione, particelle solide.

È il caso, per esempio, di prodotti versabili quali succhi di frutta contenenti fibre o pezzi di frutta, oppure prodotti a base latte con aggiunta di frutta. Tipicamente, si tratta di prodotti comprendenti una fase liquida a base acquosa e contenenti particelle solide aventi dimensione media compresa tra 0,1 e 10 mm, per esempio costituite da pezzi di frutta.

Le particelle solide sospese nei prodotti versabili bifasici possono facilmente intasare i condotti definiti internamente dagli organi dosatori provvisti di otturatori aventi geometria convenzionale.

L’ostruzione, anche solo parziale, di tali condotti determina un indesiderato aumento locale delle perdite di carico ed altera, di conseguenza, la precisione di regolazione del flusso di prodotto versabile alimentato in ingresso al contenitore da riempire. In generale, quindi, nel caso di prodotti bifasici si complica il funzionamento degli organi regolatori di portata convenzionali che possono avere efficienza ridotta.

Inoltre, in vista dell’elevata probabilità di ostruzione dei condotti e delle relative indesiderabili conseguenze, diventa necessario sottoporre spesso a operazioni di pulizia e manutenzione gli organi dosatori. Questo non solo si traduce in costi aggiuntivi, ma impone con frequenza maggiore fermi macchina che riducono la produttività complessiva.

In passato, per realizzare il riempimento di contenitori con un prodotto versabile bifasico in condizioni asettiche, è stato proposto di alimentare la fase liquida e la fase solida (particelle) lungo rispettivi condotti separati, per esempio disposti coassialmente uno all’interno dell’altro.

In questo modo, diventa più agevole fare avanzare ciascuna fase verso il contenitore perché ciascuna di esse percorre, in sostanza, un condotto dedicato e perché, regolando i flussi delle due fasi in modo indipendente, si riesce a ridurre la frequenza degli intasamenti.

Per contro, occorre controllare con precisione le singole portate dei due distinti flussi, in modo da poter garantire che il rapporto tra le due fasi, all’interno dei contenitori riempiti, si mantenga al valore nominale desiderato. Inoltre, anche garantire le condizioni asettiche richieste dal processo, risulta più complesso e dispendioso perché occorre mantenerle, di fatto, lungo due circuiti idraulici per buona parte indipendenti tra loro, di conseguenza anche i cicli di sterilizzazione dei condotti risultano, in sostanza, raddoppiati.

Si avverte, pertanto, nel settore, l’esigenza di fornire un gruppo selettore di portata che consenta di realizzare efficacemente il riempimento di contenitori con un prodotto versabile del tipo comprendente particelle solide sospese in una fase liquida, in condizioni asettiche o ultra-clean, limitando l’occorrenza di ostruzioni dei condotti entro i quali viene fatto avanzare il prodotto stesso.

Almeno una delle suddette esigenze è soddisfatta dalla presente innovazione, in quanto essa è relativa ad un gruppo selettore di portata secondo quanto definito nella rivendicazione 1.

Inoltre, secondo l’innovazione è fornita una macchina riempitrice secondo la rivendicazione 7.

Per una migliore comprensione della presente innovazione, ne viene descritta nel seguito una preferita forma di attuazione, a puro titolo di esempi non limitativi e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la Figura 1 illustra schematicamente una vista laterale di un gruppo selettore di portata secondo l’innovazione;

- la Figura 2 illustra schematicamente una vista laterale in sezione, in scala ingrandita, di un particolare del gruppo selettore di portata di Figura 1 secondo l’innovazione in una configurazione di riempimento a bassa velocità;

- la Figura 3 illustra una schematicamente una ulteriore vista laterale in sezione, in scala ingrandita, del particolare del gruppo selettore di portata di Figura 2, in una configurazione di riempimento ad alta velocità.

Nella Figura 1 con il numero 1 è indicato nel suo complesso un gruppo selettore di portata atto ad essere incorporato in una stazione di riempimento (non illustrata) di una macchina riempitrice per il riempimento di contenitori con un prodotto versabile.

In particolare, il sistema di riempimento 1 qui descritto è idoneo per la realizzazione di operazioni di riempimento che coinvolgono prodotti versabili bifasici contenenti particelle solide in sospensione in una fase liquida.

La stazione di riempimento è tipicamente alimentata in ingresso con contenitori vuoti e riempie tali contenitori con il prodotto versabile.

Nella descrizione che segue si farà riferimento, per semplicità, ad un solo gruppo selettore di portata 1 e ad un relativo contenitore, ma la stazione di riempimento potrà tipicamente comprendere una pluralità di tali gruppi selettori di portata 1.

In particolare, il gruppo selettore di portata 1 comprende (si veda la Figura 1) un interruttore di portata 100 collegabile fluidicamente con un serbatoio contenente un prodotto versabile da trasferire in un contenitore lungo una prima linea fluidica 2, l’interruttore 100 definendo, al suo interno, una porzione 106 di tale prima linea fluidica 2 (si vedano le Figure 2 e 3) percorribile dal prodotto versabile; l’interruttore di portata 100 comprendendo mezzi per collegare/scollegare fluidicamente in modo selettivo (per esempio, in modo alternato e temporizzato) tale porzione 106 con il contenitore da riempire.

Inoltre, il gruppo selettore di portata 1 comprende vantaggiosamente mezzi 3 per collegare fluidicamente un primo e un secondo punto M e V rispettivamente a monte e a valle dell’interruttore di portata 100; i mezzi 3 di collegamento fluidico definendo internamente una seconda linea fluidica 4 in diramazione alla prima linea fluidica 3, le perdite di carico tra il primo e il secondo punto M e V lungo la seconda linea fluidica 4 essendo maggiori delle perdite di carico tra il primo e il secondo punto M e V lungo la prima linea fluidica 3.

Nella fattispecie illustrata in Figura 1, i mezzi di collegamento che definiscono la seconda linea fluidica tra i punti M e V sono costituiti da un tubo conformato ad U (by-pass), preferibilmente disposto almeno in parte ad una quota superiore alla prima linea fluidica.

Inoltre, il gruppo selettore di portata 1 può comprendere mezzi secondari 5 di collegamento fluidico selettivo (tipicamente costituiti da una valvola on-off), disposti preferibilmente a monte del gruppo selettore di portata 100 rispetto ad una direzione di avanzamento del prodotto versabile dal serbatoio verso un contenitore.

I succitati mezzi di collegamento fluidico selettivo dell’interruttore di portata 100 sono azionabili per assumere selettivamente ed alternativamente:

a) una configurazione di chiusura, nella quale essi intercettano completamente il flusso di prodotto versabile tra il primo e il secondo punto M e V lungo la prima linea fluidica 2, il flusso di prodotto versabile essendo così forzato a percorrere la seconda linea fluidica; e

b) una configurazione di apertura, nella quale essi consentono il libero flusso del prodotto versabile tra il primo e il secondo punto M e V lungo la prima linea fluidica 2, la differenza di perdita di carico tra i punti M e V tra prima e seconda linea fluidica 2 e 4 determinando sostanzialmente l’annullamento del flusso di prodotto versabile lungo la seconda linea fluidica 4.

L’organo selettore di portata 100 verrà ora descritto in maggiore dettaglio facendo riferimento ai disegni delle Figure 2 e 3.

L’organo selettore di portata 100 comprende: un corpo principale 101 definente al suo interno la porzione 106 della prima linea fluidica 2 percorribile dal prodotto versabile; e un corpo 103 di otturazione della porzione 106.

Inoltre, l’organo selettore di portata 100 comprende mezzi 104 di attuazione del corpo 103 di otturazione, tali mezzi 104 di attuazione essendo vantaggiosamente completamente esterni al corpo principale 101.

Il corpo 103 di otturazione e i relativi mezzi 104 di attuazione costituiscono i succitati mezzi per collegare/scollegare fluidicamente in modo selettivo la porzione 106 della prima linea fluidica 1 con il contenitore da riempire.

In maggiore dettaglio, il corpo 101 si estende da una prima estremità 101A di monte ad una seconda estremità 101B di valle rispetto ad una direzione di avanzamento del flusso di prodotto versabile. Inoltre, il corpo 101 comprende, tra le due estremità 101A e 101B, un tratto tubolare 105 a sviluppo sostanzialmente cilindrico di asse A, definente al suo interno una cavità 102 di diametro D1 e fluidicamente collegabile, a monte, con il serbatoio S. Specificamente, la cavità 102 definisce parzialmente la suddetta porzione 106 della prima linea fluidica 2.

Inoltre, il corpo 101 definisce, alle estremità di monte e valle 101A e 101B, rispettive aperture 107A e 107B di ingresso e uscita per il prodotto versabile.

Nella fattispecie illustrata, il corpo 101 comprende una porzione centrale coincidente con il suddescritto tratto 105 a sviluppo cilindrico, e due porzioni di estremità di monte e valle 108A e 108B estendentisi rispettivamente dalla porzione centrale 105 alle estremità 101A e 101B.

La porzione di estremità di monte 108A comprende: un tratto tubolare a sviluppo interno sostanzialmente troncoconico 109A avente diametro minore D_monte; ed un tratto tubolare di ingresso 110A, alla cui estremità opposta al tratto 105 è definita l’apertura di ingresso 107A.

Analogamente, la porzione di estremità di valle 108B comprende un tratto tubolare a sviluppo interno sostanzialmente troncoconico 109B avente diametro minore D_valle ed un tratto tubolare di uscita 110B, alla cui estremità opposta al tratto 105 è definita l’apertura di uscita 107B.

Nella fattispecie illustrata nelle Figure 2 e 3, il diametro minore D_valle del tratto a sviluppo troncoconico di valle 109B è inferiore al diametro minore D_monte del tratto a sviluppo troncoconico di monte 109A.

Preferibilmente, le estremità di monte e valle 101A e 101B del corpo 101 sono flangiate per permettere un agevole montaggio dell’organo selettore di portata 100 lungo la linea di alimentazione del prodotto versabile.

Il corpo 103 di otturazione comprende un materiale ferromagnetico. Preferibilmente, il corpo 103 di otturazione è realizzato in un materiale ferromagnetico. In alternativa, il corpo 103 comprende un nucleo in un materiale ferromagnetico rivestito da uno strato più esterno, per esempio di un materiale plastico, il quale, in uso, viene direttamente a contatto con il prodotto versabile.

Tale corpo 103 di otturazione comprende:

- uno stelo 111, coassiale con il corpo 101 ed estendentesi lungo l’asse A per un tratto di lunghezza inferiore allo sviluppo longitudinale complessivo della cavità 105; e

- una pluralità di alette 113 che si estendono radialmente dalla superficie esterna dello stelo 111 verso la parete interna del corpo principale 101 e che sono atte a conferire stabilità radiale al corpo 103 di otturazione stesso.

Preferibilmente, le alette 113 sono disposte equidistanziate angolarmente intorno all’asse A dello stelo 111. Preferibilmente, il corpo 103 di otturazione comprende almeno due alette.

Nella fattispecie illustrata, le alette si estendono in senso longitudinale parallelamente all’asse A per una lunghezza complessiva inferiore alla lunghezza complessiva dello stelo 111. Preferibilmente, il corpo 103 di otturazione comprende prime e seconde alette 113, disposte secondo la medesima distribuzione angolare intorno all’asse A. Più preferibilmente, prime e seconde alette 113 e 113’ occupano relative posizioni assiali tra loro simmetriche rispetto al baricentro dello stelo 111.

Il corpo 103 di otturazione è alloggiato scorrevole all’interno della cavità 102 del corpo 101 ed è in particolare mobile, entro la cavità 102 stessa, tra una relativa posizione di fine corsa di valle (si veda la Figura 2), nella quale lo stelo 111 impegna almeno parzialmente la porzione 106 della prima linea fluidica 2 in corrispondenza del tratto tubolare di uscita 110B, ed una relativa posizione di fine corsa di monte (si veda la Figura 1), nella quale lo stelo lascia completamente libero il tratto tubolare di uscita 110B.

In questo modo, il corpo 103 di otturazione risulta mobile tra una configurazione di apertura parziale della porzione 102 ed una configurazione di apertura totale della porzione 102.

Dal punto di vista funzionale, la configurazione di apertura parziale della porzione 106 della prima linea fluidica 2 corrisponde ad una configurazione di riempimento veloce del contenitore a valle del gruppo selettore 1 stesso. In tali condizioni operative, infatti, il flusso di prodotto versabile percorre la prima linea fluidica 2 tra il primo e il secondo punto M e V, incontrando lungo tale prima linea fluidica 2 una perdita di carico inferiore a quella associata alla percorrenza della seconda linea fluidica 4.

D’altro canto, la configurazione di chiusura totale della porzione 102 della prima linea fluidica 2 equivale, dal punto di vista funzionale, ad una configurazione di riempimento lento del contenitore a valle del gruppo selettore 1 stesso. In tali condizioni operative, infatti, il flusso di prodotto versabile percorre la seconda linea fluidica 4 tra il primo e il secondo punto M e V, la prima linea fluidica 2 essendo così interrotta fluidicamente in corrispondenza della relativa porzione 102. Le caratteristiche geometriche della seconda linea fluidica (sezione di passaggio del condotto, quota relativa, foggia ad U) rallentano opportunamente il flusso del prodotto versabile diretto al contenitore.

Il gruppo selettore 1 verrà, tipicamente, utilizzato in combinazione con i mezzi secondari 5 di collegamento fluidico selettivo (valvola on-off), disposta per esempio a monte dell’interruttore di portata 100, ed atti ad aprire/interrompere alternativamente e selettivamente il collegamento fluidico tra il serbatoio S contenente il prodotto versabile da trasferire al contenitore e la prima e seconda linea fluidica 2 e 4. In alternativa, i mezzi secondari 5 di collegamento fluidico selettivo potranno essere disposti a valle dell’interruttore di portata 100, ed atti ad aprire/interrompere il collegamento fluidico tra prima e seconda linea fluidica 2 e 4, da una parte, e il contenitore da riempire, dall’altra.

Mediante l’azionamento combinato dei mezzi secondari 5 di collegamento fluidico selettivo e del gruppo selettore 1 sarà possibile, come verrà chiarito ulteriormente nel seguito della descrizione, realizzare in maniera semplice ed efficiente le operazioni di riempimento secondo le modalità menzionate in precedenza per qualsiasi tipo di prodotto versabile, e in particolare anche per prodotti versabili gassati, contenenti solidi in sospensione, eccetera.

I mezzi 104 di attuazione del corpo 103 di otturazione comprendono:

- un attuatore 114 di tipo pneumatico comprendente un pistone 115 scorrevole entro una cavità 116 definita internamente da un corpo 117 fisso rispetto al corpo principale 101, il pistone 115 essendo mobile tra relative posizioni di fine corsa di monte (si veda la Figura 3) e di valle (si veda la Figura 2) ; e

- un corpo tubolare 118 esterno al, coassiale con e scorrevole lungo il corpo principale 101.

Inoltre, il corpo tubolare esterno 118 è mobile in modo solidale con il pistone 116 ed è, pertanto, anch’esso mobile tra relative posizioni di fine corsa di monte (si veda la Figura 3) e di valle (si veda la Figura 2).

Nella fattispecie illustrata, a tale scopo, i mezzi 104 di attuazione comprendono una porzione 119 di collegamento del corpo tubolare esterno 119 al pistone 116.

Per praticità, la porzione 119 è fissabile in modo rilasciabile al corpo tubolare esterno 118 al pistone 115, al fine di facilitare operazioni di manutenzione e/o pulizia dell’attuatore 114, eccetera.

Inoltre, il corpo tubolare esterno 118 comprende almeno un magnete permanente accoppiato magneticamente con il corpo 103 di otturazione. Preferibilmente, il corpo tubolare esterno 118 è provvisto di una pluralità di magneti permanenti 120 che si estendono assialmente lungo relative direzioni parallele all’asse A.

In pratica, i magneti permanenti 120 risultano disposti in rispettive posizioni radialmente esterne rispetto al corpo principale 101. Più in particolare, i magneti permanenti 120 sono disposti ad una distanza radiale rispetto all’asse A tale da esercitare, attraverso le pareti del corpo principale 101, un’attrazione magnetica sul corpo 103 di otturazione tale da poter convenientemente trascinare quest’ultimo in un loro moto traslatorio parallelo all’asse A stesso.

Preferibilmente, come nella fattispecie illustrata, i magneti permanenti 120 sono equidistanziati angolarmente intorno all’asse A e disposti assialmente affacciati – fatta salva la presenza della interposta parete del corpo principale 101 - alle alette 113. Tale distribuzione geometrica reciproca delle alette 113 e dei magneti 119 permette la concentrazione del flusso magnetico in corrispondenza delle alette 113 stessi. Questo si traduce in un migliorato accoppiamento magnetico tra corpo tubolare esterno 119 e corpo 103 di otturazione.

In virtù dell’accoppiamento magnetico tra corpo tubolare esterno 119 e corpo 103 di otturazione e della solidarietà cinematica tra corpo tubolare esterno 119 e pistone 116, l’attuazione pneumatica dell’attuatore 114 – ovvero il risultante moto traslatorio del pistone 116 entro la cavità 117 - determina convenientemente un corrispondente moto traslatorio diretto assialmente del corpo 103 di otturazione entro il corpo principale 101.

A tale scopo, il gruppo regolatore di portata 1 può comprendere inoltre vantaggiosamente mezzi di controllo (non illustrati) atti ad azionare in modo strutturalmente indipendente, ma funzionalmente associato, i mezzi di collegamento fluidico selettivo dell’interruttore di portata 100 e i mezzi secondari 5 menzionati in precedenza, al fine di poter implementare la procedura di riempimento desiderata.

In uso, il gruppo selettore di portata 1 dell’innovazione consente vantaggiosamente di impostare, in modo semplice ed efficiente, due distinte velocità di riempimento (rispettivamente “veloce” e “lento”), in modo particolare nei casi in cui il prodotto versabile contiene particelle solide in sospensione.

L’attuazione dei mezzi secondari 5 di collegamento fluidico selettivo a monte del gruppo selettore 1 consente, in pratica, di commutare in modo rapido e sicuro tra una configurazione di arresto dell’alimentazione del prodotto versabile ed una configurazione di erogazione del prodotto versabile.

Quando i mezzi secondari 5 di collegamento fluidico selettivo siano posti nella relativa configurazione di erogazione, la velocità effettiva di riempimento del contenitore viene vantaggiosamente controllata mediante l’attuazione indipendente del gruppo selettore di portata 1 e, più particolarmente, dell’interruttore di portata 100.

In particolare, controllando in modo opportuno l’attuatore 114 – per esempio in risposta ad un segnale predeterminato il quale sia funzione del grado di riempimento del contenitore – è possibile commutare con elevata rapidità di risposta e garantendo l’asetticità dell’ambiente entro il quale scorre il prodotto versabile l’interruttore di portata 100 tra le rispettive configurazioni di apertura totale (riempimento veloce) e interruzione (riempimento lento) della prima linea fluidica 2.

Per esempio, il raggiungimento di un dato grado di riempimento del contenitore può essere rilevato in maniera indiretta misurando in continuo la portata di fluido alimentato con un flussimetro e calcolando, di conseguenza, il volume complessivo trasferito nel contenitore stesso.

Si noti che commutare l’interruttore di portata 100 nella configurazione di interruzione della prima linea fluidica è, di fatto, equivalente a deviare il flusso di prodotto versabile a percorrere, tra il primo e il secondo punto M e V, la seconda linea fluidica 4 invece della prima linea fluidica 2.

In particolare, commutando la valvola on-off nella relativa configurazione di erogazione e l’organo selettore di portata 100 con il corpo 103 di otturazione nella configurazione di apertura totale (Figura 3), si avvia una fase di riempimento veloce del contenitore. In questo modo, infatti, il corpo 103 di otturazione non impegna assolutamente il tratto tubolare di uscita 110B ed il prodotto versabile può fluire verso il contenitore alla portata massima ottenibile, poiché la maggiore perdita di carico esistente tra i punti M e V lungo la seconda linea fluidica annulla sostanzialmente il flusso di prodotto versabile lungo la stessa.

Al termine della fase di riempimento rapido, ovvero, come descritto in precedenza, quando sia stato raggiunto nel contenitore un livello predeterminato del prodotto versabile, si avvia una fase di riempimento lento del contenitore agendo sui mezzi 104 di attuazione e portando, di conseguenza, il corpo 103 di otturazione nella configurazione di interruzione (Figura 2) della prima linea fluidica 2. In questo modo, il corpo 103 di otturazione impegna la sezione di passaggio definita dal tratto tubolare di uscita 110B, ed il prodotto versabile è portato a scorrere tra i punti M e V lungo la seconda linea fluidica 4 in diramazione alla prima.

Di conseguenza, viene abilitato il flusso del prodotto versabile attraverso il gruppo selettore 1 ad una portata ridotta, compatibile con le condizioni di riempimento lento desiderate.

Ultimata la fase di riempimento lento del contenitore, ovvero quando sia stato raggiunto il livello di prodotto versabile predeterminato, il flusso di prodotto versabile attraverso il gruppo selettore di portata 1 viene interrotto del tutto commutando la valvola on-off nella configurazione di chiusura totale, interrompendo così del tutto il collegamento fluidico tra il serbatoio e il gruppo selettore di portata 1.

Mentre la valvola on-off si trova nella configurazione di chiusura totale, agendo sui mezzi 104 di attuazione il corpo 103 di otturazione viene riportato nella configurazione di apertura totale (Figura 3). In questo modo, il gruppo selettore di portata 1 viene predisposto per avviare il ciclo di riempimento di un successivo contenitore.

Da un esame delle caratteristiche del gruppo selettore di portata 100 secondo la presente innovazione sono evidenti i vantaggi che esso consente di ottenere.

In particolare, il gruppo selettore di portata 1 consente di eseguire il riempimento di un contenitore con un prodotto versabile secondo le esigenze tipiche del settore delle macchine riempitrici, garantendo, da un lato, le desiderate condizioni di asetticità e, dall’altro, tempi di risposta molto brevi per realizzare la commutazione tra le due velocità di riempimento previste dalla procedura. In particolare, il gruppo selettore di portata 1 consente di rispondere con prontezza e precisione ad un segnale di rilevamento del livello raggiunto dal prodotto versabile all’interno del contenitore al fine di gestire la transizione rapida tra una fase di riempimento veloce ed una fase di riempimento lento.

Inoltre, il gruppo selettore 1 realizza un vantaggioso accoppiamento funzionale tra i mezzi secondari 5 di collegamento fluidico tipo on-off, alla quale è tipicamente associato un tempo di risposta molto rapido, con l’interruttore di portata 100 ed i mezzi 3 di collegamento fluidico in diramazione. Mediante il loro azionamento strutturalmente indipendente, ma operativamente associato, è resa possibile una vantaggiosa gestione dell’operazione automatica di riempimento di un contenitore nel pieno rispetto delle specifiche di processo e delle caratteristiche del prodotto versabile.

Risulta, infine, chiaro che all’organo selettore e al gruppo regolatore di portata descritti ed illustrati possono essere apportate modifiche e varianti che non escono dall'ambito di protezione delle rivendicazioni indipendenti.

Per esempio, l’attuatore pneumatico 114 può essere convenientemente sostituito da un altro tipo di attuatore, purché in grado di determinare il moto traslatorio lungo una direzione parallela all’asse A di un elemento cinematicamente accoppiabile con il corpo tubolare esterno 119. Inoltre, l’accoppiamento magnetico tra corpo tubolare esterno 119 e corpo 103 di otturazione può essere realizzato provvedendo anche il corpo 103 di otturazione di almeno una porzione di materiale avente proprietà magnetiche, disponendo i corpi magnetici accoppiati in modo opportuno.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Gruppo selettore di portata (1) comprendente un interruttore di portata (100) collegabile fluidicamente con un serbatoio (S) contenente un prodotto versabile da trasferire in un contenitore, l’interruttore di portata (100) comprendendo un corpo principale (101) definente, al suo interno, almeno parzialmente una porzione (106) di una prima linea fluidica (2) percorribile dal prodotto versabile; l’interruttore di portata (100) comprendendo mezzi per collegare/scollegare fluidicamente in modo selettivo detta porzione (106) con il detto contenitore; caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi (3) per collegare fluidicamente un primo e un secondo punto (M, V) rispettivamente a monte e a valle del detto interruttore di portata (100) rispetto ad una direzione di alimentazione del prodotto versabile; detti mezzi di collegamento fluidico (3) definendo internamente una seconda linea fluidica (4) in diramazione alla detta prima linea fluidica (2), le perdite di carico tra il primo e il secondo punto (M, V) lungo detta seconda linea fluidica (4) essendo maggiori delle perdite di carico tra il primo e il secondo punto (M, V) lungo la detta prima linea fluidica (2); e dal fatto che detti mezzi dell’interruttore di portata (100) per collegare/scollegare fluidicamente in modo selettivo detta porzione (106) con il detto contenitore comprendono un corpo (103) di otturazione mobile, entro il detto corpo principale (101), tra una relativa posizione di fine corsa di valle, nella quale il detto corpo (103) di otturazione impegna detta porzione (106) di detta prima linea fluidica (2), ed una relativa posizione di fine corsa di monte nella quale il detto corpo (103) lascia libera detta porzione (106) di detta prima linea fluidica (2); il detto interruttore di portata comprendendo mezzi (104) di attuazione del corpo (103) di otturazione completamente esterni al detto corpo principale (101). 2.- Gruppo selettore di portata secondo la rivendicazione 1, in cui il detto corpo (103) di otturazione è alloggiato scorrevole entro una cavità (102) cilindrica interna al detto corpo principale (101) e comprende: - uno stelo (111) di lunghezza inferiore allo sviluppo longitudinale complessivo della detta cavità (105); e - una pluralità di alette (113) estendentisi radialmente dalla superficie esterna del detto stelo (111) alla parete delimitante detta cavità interna (105), 3.- Gruppo selettore di portata secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il detto corpo (103) di otturazione comprende un materiale ferromagnetico; i detti mezzi (104) di attuazione comprendendo: - un attuatore (114) comprendente un pistone (115) scorrevole entro una cavità (116) definita internamente da un corpo (117) fisso rispetto al detto corpo principale (101), il detto pistone (115) essendo mobile tra relative posizioni di fine corsa di monte e di valle; e - un corpo tubolare (118) esterno al, coassiale con e scorrevole lungo il detto corpo principale (101); il detto corpo tubolare (118) essendo mobile in modo solidale con il detto pistone (116) e comprendendo almeno un magnete permanente (120) accoppiato magneticamente con il detto corpo (103) di otturazione. 4.- Organo selettore di portata secondo la rivendicazione 3, in cui il detto corpo tubolare (118) comprende una pluralità di magneti permanenti (120) angolarmente equidistanziate intorno all’asse (A) del detto corpo tubolare (118) e disposti assialmente affacciati alle dette alette (113). 5.- Organo selettore di portata secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di collegamento (3) definenti la detta seconda linea fluidica (4) tra i detti primo e secondo punto (M, V) comprendono un condotto conformato ad U disposto almeno in parte ad una quota superiore alla detta prima linea fluidica. 6.- Organo selettore di portata secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto comprendere mezzi secondari (5) per realizzare selettivamente il collegamento fluidico di prima (2) e seconda (4) linea fluidica con il detto serbatoio (S) o con il detto contenitore. 7.- Macchina riempitrice comprendente un gruppo selettore di portata (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6.