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