ES2298926T3 - Conjunto de valvula para maquina giratoria de llenado. - Google Patents

Conjunto de valvula para maquina giratoria de llenado. Download PDF

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Abstract

Conjunto de válvula de llenado para una máquina de llenado giratoria para llenar envases con líquidos, comprendiendo dicho conjunto de válvula: - una estructura de soporte (5) que puede sostener dicho conjunto de válvula (3) en un carrusel (2) de dicha máquina de llenado giratoria (1); - un conducto tubular (4) dispuesto en dicha estructura de soporte, que puede transportar un líquido de un depósito a un envase (B) y que presenta por lo menos una abertura (9) formada en su parte inferior (8) destinada a insertarse dentro de dicho envase (B); - medios de cierre de dicha abertura (10) para cerrar la citada abertura (9), que pueden moverse entre por lo menos una posición de llenado, en la que el líquido puede pasar a través de dicha abertura (9) durante etapas de funcionamiento predefinidas, y una posición de cierre, en la que interceptan dicha abertura, evitando el paso del líquido; - medios de regulación (11) que accionan mecánicamente los citados medios de cierre (10) para variarla abertura y, en consecuencia, la forma y la trayectoria del chorro de líquido que sale de dicha abertura (9); caracterizado por el hecho de que dichos medios de cierre comprenden un caquillo (12) que puede desplazarse coaxialmente respecto a dicho conducto (4) con un recorrido máximo delimitado por una superficie de apoyo (18) prevista en la estructura de soporte (5), comprendiendo dichos medios de regulación (11) un anillo (19) montado en dicho casquillo (12) desplazable alrededor de dicho conducto (4) y que puede interferir en dicha superficie de apoyo (18) para definir el recorrido máximo del citado casquillo desplazable (12), pudiendo adoptar dicho anillo (19) distintas posiciones axiales respecto a dicho casquillo desplazable (12) para así variar el recorrido de este último respecto a la citada superficie de poyo (18) y, en consecuencia, variar la abertura (9) de dicho conducto (4).

Description

Conjunto de válvula para máquina giratoria de llenado.
La presente invención se refiere a un conjunto de válvula para una máquina giratoria para llenar recipientes con líquidos.
El conjunto en cuestión está destinado a utilizarse en el sector industrial de las plantas de embotellamiento, y en particular para el embotellado de líquidos alimentarios y bebidas tales como vino, agua mineral, etc., en los cuales tradicionalmente se dispone periféricamente una pluralidad de conjuntos de válvula de este tipo en el carrusel giratorio de una máquina de llenado.
En mayor detalle, de acuerdo con una técnica convencional, cada conjunto de válvula de llenado tiene un conducto tubular con un obturador montado en el mismo que regula el flujo de líquido, por ejemplo vino, desde un depósito a un envase, generalmente una botella, dispuesto coaxialmente debajo del conjunto de válvula.
En términos de funcionamiento, durante las etapas del ciclo de llenado, el líquido cae por gravedad desde el depósito a cada botella hasta que se alcanza la altura predeterminada. En otras palabras, hasta que el líquido no alcanza un orificio formado en el tubo de retorno de aire, el líquido sigue descendiendo hacia la botella.
Para ello, se monta un tubo de retorno de aire en el interior del tubo, cerrando hidráulicamente dicho conducto el flujo de líquido una vez que se ha alcanzado el nivel deseado máximo dentro de la botella.
La parte inferior del conducto consta de un tubo (o más concretamente "tubo de alimentación") con el tubo de retorno de aire en el interior del mismo, que puede insertarse durante el ciclo de llenado programado con al menos con su parte terminal en el interior del cuello de la botella. En la zona de la parte terminal citada anteriormente el tubo de alimentación tiene, por lo tanto, al menos una abertura para permitir que el líquido fluya hacia la botella.
En la actualidad, de acuerdo con la tecnología conocida hasta ahora, el chorro de flujo que sale de esta abertura no puede regularse sustancialmente en términos de su orientación y su trayectoria, con el resultado de que el chorro está optimizado solamente respecto a un único tipo de botella, incluso cuando la planta está destinada a funcionar con varios tipos de botella. Puede suceder que si se utilizan botellas con un perfil un poco estrecho, el líquido que sale de la abertura se dirija directamente contra la superficie lateral de la botella o fluya por la misma, mientras que con botellas que presentan una forma ensanchada el chorro de líquido se dirige directamente contra la superficie libre del líquido contenido en el interior de la botella.
En este último caso, se produce una considerable cantidad de espuma que debe ser aspirada hacia arriba por el tubo de retorno de aire para permitir un llenado completo de la botella y, por lo tanto, la consiguiente paralización del flujo de líquido hacia abajo, hacia dicha botella.
En la práctica, cuando la espuma llega a la citada tubería, el flujo de aire se obstruye y el descenso de vino se ve considerablemente retardado, penalizando el tiempo de llenado de botellas y, por tanto, en última instancia, la eficiencia de la producción de la planta de embotellado.
Otro inconveniente de los conjuntos de válvula de tipo conocido consiste en el hecho de que las burbujas de líquido producidas por el chorro contra la superficie libre en el interior de la botella causan, en algunos líquidos alimentarios y, en particular, en el vino, la indeseable liberación de sustancias aromáticas, fragancias, perfumes o gases (por ejemplo CO_{2}) que están presentes, disolviéndose en su interior, y que se liberan y se dispersan en la atmósfera.
Esta situación se traduce en un empobrecimiento del líquido alimentario. Además, la misma acción de burbujeo expone al líquido a un mayor contacto con la atmósfera y, por lo tanto, a una mayor oxidación o incorporación de aire en su interior.
Con el fin de limitar estos inconvenientes los conjuntos de válvula están provistos de unas aberturas que tienen unas dimensiones medias para permitir su funcionamiento con los principales tipos de botellas previstos para cada planta o fábrica, y que pueda funcionar, tal como se ha indicado, de manera óptima con cualquiera de estos tipos de botella. Alternativamente, los conjuntos pueden optimizarse de manera precisa según un tipo de botella preseleccionado, reduciendo así, sin embargo, su versatilidad y, por tanto, en última instancia, penalizando una vez más el rendimiento de la producción. El documento EP-A-480 346 describe un dispositivo de suministro de dosificación que puede asociarse a una máquina de llenado según el preámbulo de la reivindicación 1. Este dispositivo de suministro de dosificación está dotado de un conducto con una boquilla que tiene un diámetro interior que se reduce gradualmente cerca de su extremo inferior. La boquilla tiene dispuesto coaxialmente un vástago móvil con un obturador para variar la salida de descarga. Se disponen medios para accionar el movimiento axial del vástago como medios motores, los cuales no son simplemente regulables respecto a los distintos tipos de botellas a llenar. Además, la apertura y el cierre de la boquilla mediante el movimiento del vástago no permite que el dispositivo de suministro de dosificación se aplique a máquinas de llenado que requieran mover la corredera externa del conducto que define la boquilla y no un vástago interno cuya posición central la cruce el tubo de retorno de aire.
En esta situación, el problema subyacente en la presente invención es el de superar los inconvenientes asociados a la técnica conocida hasta el momento disponiendo un conjunto de válvula para una máquina de llenado giratoria que permita el llenado de envases también de diferente forma y tipo en un menor tiempo en comparación con las soluciones de la técnica conocida.
Otro objetivo de la presente invención es disponer un conjunto de válvula que permita el llenado de los distintos tipos de envase sin producir burbujas de líquido dentro de los mismos durante los ciclos de llenado programados.
Otro objetivo de la presente invención es la de disponer un conjunto de válvula que sea constructivamente simple y funcionalmente fiable en su totalidad.
Estos objetivos, junto con otros, se consiguen todos por medio de un conjunto de válvula para una máquina de llenado giratoria, que comprende una estructura de soporte que puede sostener el mencionado conjunto de válvula en un carrusel giratorio de la máquina de llenado giratoria, un conducto tubular dispuesto en la estructura de soporte, que puede transportar un líquido de un depósito a un envase y que dispone de por lo menos una abertura formada en su parte inferior destinada a insertarse en el interior del envase, y medios de cierre de la abertura, que pueden desplazarse entre por lo menos una posición de llenado, en la que el líquido puede pasar a través de la abertura durante las etapas de funcionamiento predefinidas, y una posición de cierre en la que interceptan la abertura, evitando el paso del líquido.
Este conjunto se caracteriza, en particular, por el hecho de que comprende también medios de regulación que accionan mecánicamente los medios de cierre con el fin de variar la abertura y, en consecuencia, la forma y la trayectoria del chorro de líquido que sale por la mencionada abertura.
Las características técnicas de la invención, de acuerdo con los citados objetivos, pueden determinarse claramente a partir del contenido de las reivindicaciones que se indican a continuación y sus ventajas serán más claras a partir de la siguiente descripción detallada, que se da con referencia a los dibujos que se acompañan, los cuales muestran una realización a modo de ejemplo no limitativo de la misma en los cuales:
La figura 1 muestra una vista esquemática de una planta de embotellado en la cual se incorpora una máquina de llenado con los conjuntos de válvula de acuerdo con la presente invención;
La Figura 2 muestra una vista lateral en sección esquemática de un ejemplo de realización de un conjunto de válvula de acuerdo a la invención;
La Figura 3 muestra una vista ampliada de un detalle de la figura 3;
La figura 4 muestra una vista lateral del conjunto de válvula de acuerdo a la presente invención que tiene una botella asociada al mismo y con unos medios de regulación dispuestos en una primera posición de funcionamiento;
Figura 5 muestra un detalle ampliado de la figura 4 relativo a los medios de regulación;
Figura 6 muestra una vista en sección transversal de la figura 4;
Figura 7 muestra un detalle ampliado de la figura 6 relativo a la abertura de la válvula del tubo de alimentación;
La figura 8 muestra una vista lateral del conjunto de válvula de acuerdo con la presente invención con una botella asociada al mismo y con medios de regulación dispuestos en una segunda posición de funcionamiento con la abertura del tubo alimentador más abierta que en la primera posición de funcionamiento;
Figura 9 muestra un detalle ampliado de la figura 8 relativo a los medios de regulación;
Figura 10 muestra una vista transversal de la figura 8;
La figura 11 muestra un detalle ampliado de la figura 10 relativo a la abertura de la válvula del tubo de alimentación.
De acuerdo con las figuras de los dibujos que se acompañan, 1 denota en su totalidad una máquina de llenado giratoria que lleva, montado en un carrusel o plataforma giratoria 2, una pluralidad de conjuntos de válvula 3 que constituyen el objeto de la presente invención.
La máquina 1 (véase figura 1) puede disponerse en una planta de embotellado, curso abajo de una máquina de lavado 90 y curso arriba de unas máquinas taponadoras 70 a las que se encuentra conectada operativamente a través de unos transportadores 80.
Cada conjunto de válvula 3 tiene una estructura de soporte 5 para la conexión al carrusel 2, en cuyo interior está formado el citado conducto tubular 4 y en el cual se disponen todos los dispositivos y mecanismos necesarios para su funcionamiento.
De manera más detallada, el conducto 4 tiene un eje vertical Y, en la parte superior está conectado a la parte inferior del depósito por medio de una junta 6 y termina en un filtro mecánico 50 que presenta orificios 7 a través de los cuales puede pasar el líquido.
La parte inferior 8 del conducto consiste en un tubo de alimentación destinado a insertarse con al menos su parte inferior en la botella B. La parte terminal de este tubo de alimentación 8 tiene una abertura 9 con una sección transversal que puede abrirse o cerrarse a través de unos medios de cierre apropiados 10, los cuales se describirán con más detalle a continuación.
El conducto 4 presenta, montado coaxialmente en su interior, un tubo de retorno de aire 15 que tiene una sección terminal que puede regular hidráulicamente el nivel máximo de líquido en el interior del envase a través de un orificio lateral de 15' en particular.
De acuerdo con la invención, cada conjunto de válvula 3 comprende medios de regulación 11 que accionan mecánicamente los medios de cierre 10 para regular la abertura 9 y, en consecuencia, la forma y la trayectoria del chorro de líquido que sale de la misma.
Normalmente, los citados medios 10 pueden moverse operativamente entre por lo menos una posición de llenado, en la que el líquido puede pasar a través de la abertura 9 durante etapas de llenado predefinidas, y una posición de cierre, en la que obstruyen la abertura 9, interceptando el flujo de líquido.
Por lo tanto, la idea que forma la base de la invención prevé variar la posición de llenado de los medios 10 a través de dichos medios de regulación 11 para así modificar la sección transversal de la abertura 9 del tubo de alimentación 8 y, por lo tanto, también la forma y la trayectoria del chorro de líquido.
Más concretamente, los medios de cierre 10 comprenden un casquillo desplazable 12 que está montado coaxialmente con el conducto 4 y cuya parte inferior está formada por el tubo de alimentación 8.
El casquillo 12 se acciona para desplazarse verticalmente como resultado de la elevación o descenso de la botella que entra en contacto, por medio de su boca, contra la parte terminal inferior en forma de labios 13 de dicho casquillo 12.
Cada botella B sube o baja a lo largo del carrusel 2 a través de unos medios de accionamiento del tipo convencional y bien conocido para el experto en la materia.
Los medios de cierre 10 también comprenden un obturador 14 situado en el interior del conducto 4 y que consiste en un cuerpo cónico dotado periféricamente de una junta tórica 16 que puede proporcionar un cierre estanco contra un resalte anular 17 dispuesto en la superficie interior de dicho conducto 4.
En términos de funcionamiento, cuando la botella B eleva la parte terminal inferior 13 del casquillo 12, el paso definido entre el obturador 14 y el resalte anular 17 de la superficie interior del conducto 4 se abre y, en consecuencia, el líquido puede fluir hacia abajo. En esta situación, los medios de cierre 10 se encuentran, por lo tanto, en la posición de llenado.
Tan pronto como la botella B se mueve hacia abajo, el resalte anular 17 del casquillo 12 forma un cierre estanco de nuevo contra el obturador 14 y, en este caso, los medios de cierre 10 se encuentran, por lo tanto, en la posición de cierre.
El recorrido máximo C del casquillo 12 se define, por una parte, por el contacto del obturador 14 con el resalte anular 17 en el interior del conducto 4, y por otra parte por el contacto del casquillo 12 con una superficie de apoyo 18 formada en la estructura de soporte 5. Por lo tanto, la superficie de apoyo 18 delimita la abertura máxima del paso del obturador 14 así como la abertura máxima de la abertura 9 del tubo de alimentación 8.
De acuerdo con la realización preferida de la invención, los medios de regulación 11 consisten en un anillo 19 montado alrededor del conducto 4 sobre un resalte 21 del casquillo 12 formado sustancialmente sobre un cuerpo regulador 20, que puede moverse de manera giratoria para permitir una variación de la altura del tubo de alimentación 8 para obtener los distintos niveles de líquido en el interior de la botella B.
El anillo 19 entra en contacto con la superficie de apoyo 18 cuando el casquillo 12 sube, tal como ya se ha indicado, debido a la acción de la botella B en la parte terminal 13.
El anillo 19 puede colocarse a diferentes alturas axiales respecto al resalte 21 del casquillo 12 para variar el recorrido C del mismo respecto a la superficie de apoyo 18 y en consecuencia permitir la modificación de la abertura 9 del tubo de alimentación 8.
En mayor detalle, el anillo 19 puede girar alrededor del eje Y del conducto 4, y tiene en su parte inferior una pluralidad de cavidades 22 con diferentes profundidades. En el ejemplo de la realización que se muestra en las figuras 6 y 10, 4 denota una serie de tres cavidades distintas 22 que se disponen secuencialmente y tienen diferentes profundidades. La misma serie se repite tres veces con las cavidades dispuestas a una distancia de 120º entre sí a lo largo de la parte inferior del anillo 19.
Cada una de las tres cavidades 22 está formada para alojar en su interior en distinto grado la cabeza de un tornillo 23 fijado en la superficie superior del resalte 21. Este último tiene, montado en el mismo, un elemento anular deslizante 31 dispuesto enfrentado y por debajo de la superficie inferior del anillo 19 así como fijado en la parte superior del resalte 21 del casquillo desplazable 12.
Se prevén medios de fijación, que consisten por ejemplo en un tornillo 30, fijando dichos medios el elemento anular 24 del casquillo 12 al elemento anular 31. Los mismos medios, a través de una arandela 81 insertada en el interior de una cavidad anular del elemento anular 31 y en el interior de un habitáculo del casquillo 12, conectan rígidamente el resalte 21 a la parte superior del casquillo desplazable que comprende el resalte anular 17.
Obviamente, el número de cavidades previstas, así como la forma de éstas, puede ser distinto del mostrado en el ejemplo considerado, sin que por ello se aparte del ámbito de protección de la presente invención.
Se prevé un muelle 40, actuando dicho muelle entre la superficie superior del anillo 19 y un asiento de la estructura de soporte 5 del conjunto de válvula 1 para así mantener la cabeza de los tornillos 23 acoplada constantemente en el interior de las cavidades 22 previstas en el anillo 19.
El muelle 40, además, provoca el movimiento de retorno del casquillo desplazable 12 de la posición de llenado a la posición de cierre.
Además, es posible disponer sistemas de ajuste equivalentes al considerado en el ejemplo anterior, siendo equivalentes también dichos sistemas a la misma solución propuesta que forma la base de la presente invención.
La forma, la orientación y la velocidad del chorro con el cual se emite el líquido desde la abertura 9 vienen determinadas principalmente por la forma de la propia abertura 9, además, obviamente, de la altura cinética del líquido en el interior del depósito.
Variando la abertura 9 se modifica la trayectoria de las líneas de flujo (véase figuras 7 y 11) puesto que se modifica la geometría de las superficies de control dispuestas cerca de la abertura y formadas por el lado interno del tubo de alimentación y la parte externa de la tubería de retorno de aire 15. En particular, reduciendo el movimiento de elevación del tubo de alimentación 8 (véase la Fig. 7) se obliga a que el flujo de líquido vaya contra el perfil formado en la zona terminal ensanchada 70 de la tubería de retorno de aire 15 y se obliga a que las líneas de flujo sigan, en mayor medida que en el caso en el que el tubo de alimentación 8 se encuentra más elevado (véase figura 11), el ángulo que constructivamente les impone este perfil de la zona terminal 70.
La zona terminal ensanchada 70 de la tubería 15 tiene una superficie inferior 71 en la cual está formado el orificio de la tubería 15 y dos superficies laterales 72 que están conectadas a la sección cilíndrica superior 150 de la tubería 15 por medio de una sección inclinada 73. Esta última lleva el flujo de líquido que sale del tubo de alimentación 8 y define, junto con el citado tubo alimentador 8, la abertura 9.
Debido al ajuste previsto por la presente invención es posible modificar la trayectoria del chorro, optimizándolo en función del tipo de botella B que se pretende llenar. En particular, será posible garantizar que el flujo de líquido que sale de la abertura 9 fluya siempre en la superficie lateral de la botella B, limitando considerablemente la formación de espuma e impidiendo que el líquido se oxide o que se dispersen en el entorno circundante las fragancias y perfumes contenidos en el mismo.
La invención así concebida consigue, por lo tanto, los objetivos predefinidos.
Obviamente, también pueden adoptarse, en su realización práctica, formas y configuraciones diferentes a las que se han ilustrado anteriormente, sin apartarse por ello del ámbito de protección tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Además, todos los detalles podrán ser sustituidos por elementos técnicamente equivalentes, y las dimensiones, formas y materiales utilizados pueden ser de cualquier naturaleza según las necesidades.

Claims (7)

1. Conjunto de válvula de llenado para una máquina de llenado giratoria para llenar envases con líquidos, comprendiendo dicho conjunto de válvula:
-
una estructura de soporte (5) que puede sostener dicho conjunto de válvula (3) en un carrusel (2) de dicha máquina de llenado giratoria (1);
-
un conducto tubular (4) dispuesto en dicha estructura de soporte, que puede transportar un líquido de un depósito a un envase (B) y que presenta por lo menos una abertura (9) formada en su parte inferior (8) destinada a insertarse dentro de dicho envase (B);
-
medios de cierre de dicha abertura (10) para cerrar la citada abertura (9), que pueden moverse entre por lo menos una posición de llenado, en la que el líquido puede pasar a través de dicha abertura (9) durante etapas de funcionamiento predefinidas, y una posición de cierre, en la que interceptan dicha abertura, evitando el paso del líquido;
-
medios de regulación (11) que accionan mecánicamente los citados medios de cierre (10) para variar la abertura y, en consecuencia, la forma y la trayectoria del chorro de líquido que sale de dicha abertura (9);
caracterizado por el hecho de que dichos medios de cierre comprenden un casquillo (12) que puede desplazarse coaxialmente respecto a dicho conducto (4) con un recorrido máximo delimitado por una superficie de apoyo (18) prevista en la estructura de soporte (5), comprendiendo dichos medios de regulación (11) un anillo (19) montado en dicho casquillo (12) desplazable alrededor de dicho conducto (4) y que puede interferir en dicha superficie de apoyo (18) para definir el recorrido máximo del citado casquillo desplazable (12), pudiendo adoptar dicho anillo (19) distintas posiciones axiales respecto a dicho casquillo desplazable (12) para así variar el recorrido de este último respecto a la citada superficie de poyo (18) y, en consecuencia, variar la abertura (9) de dicho
\hbox{conducto
(4).}
2. Conjunto de válvula según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho anillo (19) se mantiene elásticamente presionado contra un resalte (21) de dicho casquillo desplazable (12) por la acción de un muelle (40) montado coaxialmente con dicho conducto (4) en la citada estructura de soporte (5).
3. Conjunto de válvula según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho anillo (19) está montado giratorio en dicho casquillo desplazable (12) y está provisto de por lo menos dos cavidades (22) con diferentes profundidades que pueden alojar en su interior la cabeza de al menos un tornillo (23) sobre dicho casquillo desplazable (12) para variar la posición axial del anillo (19) tras un giro angular del mismo.
4. Conjunto de válvula según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dicho tornillo (23) queda fijado en la superficie superior de un elemento anular (31) dispuesto por debajo de dicho anillo (19) y fijado a dicho casquillo desplazable (12) a través de unos medios de fijación (30).
5. Conjunto de válvula según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de cierre (10) comprenden un obturador (14) dispuesto dentro de dicho conducto tubular (4) para interceptar dicho líquido para así abrir o cerrar el flujo de líquido de dicho depósito a la parte inferior (8) de dicho conducto (4) tras el movimiento axial de dicho casquillo desplazable (12) entre dicha posición de llenado y dicha posición de cierre.
6. Conjunto de válvula según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dichas cavidades (22) en encuentran organizadas en dos o más series que quedan dispuestas para garantizar un apoyo estable del anillo (19) en la cabeza de los tornillos
(23).
7. Conjunto de válvula según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende un tubo de retorno de aire (15) montado coaxialmente dentro del conducto (4) y caracterizado por el hecho de que cerca de dicha abertura (9) del tubo de alimentación (8), el tubo de retorno de aire (15) presenta una zona terminal ensanchada (70) sobre la cual fluye el líquido con líneas de flujo que siguen el perfil de dicha zona terminal ensanchada (70), en mayor medida que en el caso en el que el tubo de alimentación (8) se encuentra más elevado.
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