IT201900015752A1 - MULTISTAGE FILLING VALVE - Google Patents
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Description
TITOLO: VALVOLA DI RIEMPIMENTO MULTISTADIO TITLE: MULTISTAGE FILLING VALVE
Descrizione Description
La presente invenzione si riferisce ad una valvola di riempimento utilizzabile in macchine riempitrici di un fluido in contenitori, in particolare una valvola di riempimento multistadio. The present invention relates to a filling valve usable in machines for filling a fluid in containers, in particular a multistage filling valve.
Nei processi di riempimento dei fluidi in contenitori quali bottiglie è noto che le fasi di inizio e fine riempimento rappresentano momenti critici dovuti alla variazione repentina di condizioni cineto-dinamiche del fluido in movimento (transitori di partenza e arresto del moto del fluido). Tale criticità è particolarmente evidente quando il fluido di riempimento è un liquido facilmente schiumabile, quale latte, birra o detersivi, ma si può verificare anche con altre tipologie di fluido. In the processes of filling fluids in containers such as bottles, it is known that the beginning and end of filling phases represent critical moments due to the sudden variation of kineto-dynamic conditions of the moving fluid (transients of starting and stopping the motion of the fluid). This criticality is particularly evident when the filling fluid is an easily foaming liquid, such as milk, beer or detergents, but it can also occur with other types of fluid.
Evidenze tipiche di tali transitori sono ad esempio: Typical evidences of such transients are for example:
1) la possibile formazione di schiuma; 2) schizzi incontrollati di fluido a inizio e/o a fine processo; 1) the possible formation of foam; 2) uncontrolled splashes of fluid at the beginning and / or at the end of the process;
3) gocciolamento di prodotto rimasto pendente dalla parte terminale della valvola chiusa. 3) dripping of product left hanging from the terminal part of the closed valve.
E’ tecnologia nota la parzializzazione in apertura e in chiusura della valvola di riempimento mediante sistemi che riducono la sezione di passaggio del fluido (e quindi la portata) in queste fasi. A known technology is the partialization in opening and closing of the filling valve by means of systems that reduce the fluid passage section (and therefore the flow rate) in these phases.
Questi sistemi hanno dimostrato una certa efficacia relativamente al primo problema, ma sono sostanzialmente inefficaci sugli altri due inconvenienti. These systems have shown a certain effectiveness in relation to the first problem, but are substantially ineffective on the other two drawbacks.
Un esempio particolarmente semplice di parzializzatore secondo lo stato dell’arte è quello riportato in figura 1. La valvola di riempimento ivi mostrata comprende un corpo valvola C cavo, all’interno del quale è scorrevole longitudinalmente un otturatore P. L’otturatore P comprende uno stelo S che termina superiormente con un’appendice A, inserita in una strozzatura G. Sullo spallamento superiore della strozzatura G è appoggiata una sfera SF. La sfera SF occlude solo parzialmente il passaggio del fluido, in quanto la superficie della strozzatura G presenta degli incavi che permettono sempre il passaggio del fluido, anche se in piccola quantità. A particularly simple example of a shutter according to the state of the art is that shown in figure 1. The filling valve shown therein comprises a hollow valve body C, inside which a shutter P slides longitudinally. stem S terminating at the top with an appendix A, inserted in a throat G. A ball SF rests on the upper shoulder of the throat G. The sphere SF only partially occludes the passage of the fluid, as the surface of the restriction G has recesses that always allow the passage of the fluid, even if in small quantities.
Come mostrato in figura 1 (posizione di chiusura), l’otturatore P chiude l’apertura di erogazione della valvola e l’appendice A si trova distanziata dalla sfera SF. Quando l’otturatore P comincia a scorrere verso l’alto, il fluido di riempimento immesso attraverso l’apertura I comincia a defluire dalla valvola, grazie al fatto che la sfera SF non occlude completamente il passaggio, ma il flusso è ridotto. Quando invece, continuando la corsa dell’otturatore P di pochi millimetri verso l’alto, l’appendice A insiste sulla sfera SF, quest’ultima viene sollevata, liberando il passaggio del fluido che può quindi scorrere liberamente. In chiusura della valvola la procedura si ripete al contrario, per cui nelle fasi iniziali e finali del riempimento si ottiene una parzializzazione del flusso di fluido che evita la formazione di schiuma. As shown in figure 1 (closed position), the shutter P closes the valve delivery opening and the appendix A is spaced from the SF sphere. When the shutter P begins to flow upwards, the filling fluid introduced through the opening I begins to flow from the valve, thanks to the fact that the ball SF does not completely occlude the passage, but the flow is reduced. When, on the other hand, continuing the stroke of the shutter P by a few millimeters upwards, the appendix A insists on the sphere SF, the latter is raised, freeing the passage of the fluid which can then flow freely. When the valve is closed, the procedure is repeated in reverse, so that in the initial and final stages of filling, a partialization of the fluid flow is obtained, which avoids the formation of foam.
In questo modo, mediante un unico attuatore, ad esempio un cilindro pneumatico a corsa semplice, si ottiene l’effetto desiderato di diminuire la portata in fase di apertura e chiusura dell’otturatore. Lo stesso risultato è ottenuto utilizzando un attuatore a due posizioni, ad esempio un cilindro pneumatico a doppio effetto, e sagomando opportunamente l’otturatore. In this way, by means of a single actuator, for example a single stroke pneumatic cylinder, the desired effect is obtained of decreasing the flow rate when opening and closing the shutter. The same result is obtained by using a two-position actuator, for example a double-acting pneumatic cylinder, and by appropriately shaping the shutter.
Le soluzioni note ottengono la riduzione di portata nelle fasi desiderate mediante riduzione della sezione di passaggio, ma lasciano sostanzialmente inalterato il battente geodetico sulla parte terminale dell’otturatore. Pertanto, in queste condizioni, nelle primissime frazioni di millimetro in apertura ed in chiusura, la sezione di passaggio è prossima allo zero generando per un tempo brevissimo velocità del fluido molto elevate, causa di schizzi all’inizio e di gocciolamento alla fine dell’erogazione. The known solutions achieve the reduction of flow rate in the desired phases by reducing the passage section, but leave the geodetic head on the end of the shutter substantially unchanged. Therefore, in these conditions, in the very first fractions of a millimeter in opening and closing, the passage section is close to zero, generating very high fluid speeds for a very short time, causing splashes at the beginning and dripping at the end of delivery. .
Il problema indirizzato dalla presente invenzione è quindi quello di mettere a disposizione una valvola di riempimento che risolva i problemi elencati, che eviti cioè non solo la formazione di schiuma durante l’erogazione, ma anche gli schizzi di liquido ed il gocciolamento nelle fasi rispettivamente iniziale e finale dell’erogazione. The problem addressed by the present invention is therefore that of providing a filling valve that solves the problems listed, that is, that avoids not only the formation of foam during dispensing, but also splashes of liquid and dripping in the initial phases respectively. and final delivery.
Tale problema è risolto da una valvola di riempimento come delineata nelle annesse rivendicazioni, le cui definizioni formano parte integrante della presente descrizione. This problem is solved by a filling valve as outlined in the attached claims, the definitions of which form an integral part of the present description.
Un oggetto dell’invenzione è pertanto una valvola di riempimento per macchine di riempimento di contenitori con un fluido di riempimento, comprendente un corpo valvola cavo comprendente un’apertura di ingresso del fluido di riempimento ed un’apertura di erogazione di detto fluido, all’interno del corpo valvola essendo scorrevole longitudinalmente un otturatore per la chiusura dell’apertura di erogazione, in cui il corpo valvola comprende una cavità superiore in comunicazione di flusso a monte con detta apertura di ingresso ed a valle con un canale di strozzatura, nella cavità superiore essendo posto un organo di ostruzione del flusso di fluido configurato in modo da essere mobile tra una posizione di ostruzione totale del canale di strozzatura e posizioni di apertura. An object of the invention is therefore a filling valve for machines for filling containers with a filling fluid, comprising a hollow valve body comprising an inlet opening for the filling fluid and an opening for dispensing said fluid, at the inside of the valve body a shutter for closing the dispensing opening being longitudinally slidable, in which the valve body comprises an upper cavity in flow communication upstream with said inlet opening and downstream with a throttling channel, in the upper cavity a fluid flow obstruction member being arranged so as to be movable between a total obstruction position of the throttling channel and open positions.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il canale di strozzatura collega detta cavità superiore con una cavità intermedia e detta cavità intermedia sfocia in una cavità inferiore in comnicazione di flusso con detta apertura di erogazione, la cavità inferiore avendo preferibilmente forma a bulbo con un profilo tronco-conico rastremato verso il basso. According to a preferred embodiment, the constriction channel connects said upper cavity with an intermediate cavity and said intermediate cavity flows into a lower cavity in flow communication with said delivery opening, the lower cavity preferably having a bulb shape with a truncated profile - cone tapered downwards.
Secondo una forma di realizzazione preferita, l’otturatore comprende una porzione di otturazione, configurata per la chiusura dell’apertura di erogazione, uno stelo, configurato in modo da permettere il passaggio del fluido di riempimento nella cavità intermedia, ed un elemento distanziatore, in cui l’elemento distanziatore è configurato in modo da essere mobile tra una posizione di apertura ed una posizione di chiusura parziale del canale di strozzatura per la parzializzazione del flusso di fluido. According to a preferred embodiment, the shutter comprises a shutter portion, configured for closing the dispensing opening, a stem, configured so as to allow the passage of the filling fluid into the intermediate cavity, and a spacer element, in wherein the spacer element is configured so as to be movable between an opening position and a partial closing position of the throttling channel for the partialization of the fluid flow.
Secondo una forma di realizzazione preferita, l’elemento distanziatore comprende una porzione di raccordo con lo stelo ed una porzione di estremità, in cui la porzione di raccordo presenta una sezione trasversale con diametro minore di quello del canale di strozzatura, in modo da creare un’intercapedine per il passaggio del fluido di riempimento, ed in cui la porzione di estremità è configurata in modo da creare un passaggio di parzializzazione tra essa e la superficie del canale di strozzatura. According to a preferred embodiment, the spacer element comprises a connecting portion with the stem and an end portion, in which the connecting portion has a cross section with a diameter smaller than that of the throttling channel, so as to create a 'interspace for the passage of the filling fluid, and in which the end portion is configured so as to create a throttling passage between it and the surface of the throttling channel.
Un altro oggetto dell’invenzione è un procedimento di riempimento di contenitori con un fluido di riempimento, comprendente: Another object of the invention is a process for filling containers with a filling fluid, comprising:
a) mettere a disposizione una macchina di riempimento comprendente una pluralità di valvole di riempimento come definite nella presente descrizione; a) providing a filling machine comprising a plurality of filling valves as defined in the present description;
b) operare l’apertura successiva di ognuna di dette valvole di riempimento secondo una sequenza di fasi operative che comprende le seguenti condizioni: b) operate the subsequent opening of each of said filling valves according to a sequence of operating phases which includes the following conditions:
(i) condizione di chiusura totale in cui la porzione di otturazione dell’otturatore chiude l’apertura di erogazione, l’organo di ostruzione chiude il canale di strozzatura e l’elemento distanziatore dell’otturatore è distanziato dall’organo di ostruzione; (i) total closure condition in which the shutter portion of the shutter closes the delivery opening, the obstruction organ closes the throttling channel and the spacer element of the shutter is spaced from the obstruction organ;
(ii) condizione di inizio erogazione in cui l’otturatore è parzialmente sollevato, l’organo di ostruzione chiude il canale di strozzatura e l’elemento distanziatore dell’otturatore è adiacente all’organo di ostruzione; (ii) delivery start condition in which the shutter is partially raised, the obstruction organ closes the choke channel and the spacer element of the shutter is adjacent to the obstruction organ;
(iii) condizione di parzializzazione in cui l’otturatore è ulteriormente sollevato, aumentando il lume di erogazione del fluido dall’apertura, l’organo di ostruzione è sollevato ed apre il canale di strozzatura e la porzione di estremità dell’elemento distanziatore è ancora impegnata nel canale di strozzatura, permettendo quindi il passaggio del fluido di riempimento solo attraverso il passaggio di parzializzazione; (iii) choking condition in which the shutter is further raised, increasing the fluid delivery lumen from the opening, the obstruction member is raised and opens the restriction channel and the end portion of the spacer element is still engaged in the throttling channel, thus allowing the passage of the filling fluid only through the throttling passage;
(iv) condizione di apertura totale in cui l’otturatore è ulteriormente sollevato, massimizzando il lume di erogazione del fluido dall’apertura di erogazione, l’organo di ostruzione è sollevato in posizione di apertura del canale di strozzatura e la porzione di estremità dell’elemento distanziatore è totalmente all’interno della cavità superiore, permettendo quindi il libero passaggio del fluido di riempimento attraverso l’intercapedine del canale di strozzatura; c) operare la chiusura successiva di ognuna di dette valvole di riempimento secondo una sequenza inversa di fasi operative dalla fase (iv) alla fase (i) del passaggio (b). Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di alcuni esempi di realizzazione, fatta qui di seguito a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle seguenti figure: (iv) fully open condition in which the obturator is further raised, maximizing the fluid delivery lumen from the delivery opening, the obstruction member is raised to the opening position of the restriction channel and the end portion of the the spacer element is totally inside the upper cavity, thus allowing the free passage of the filling fluid through the interspace of the throttling channel; c) operate the subsequent closure of each of said filling valves according to an inverse sequence of operating phases from phase (iv) to phase (i) of passage (b). Further characteristics and advantages of the present invention will become clearer from the description of some embodiment examples, given below by way of non-limiting example, with reference to the following figures:
Figura 1 rappresenta una vista semplificata in sezione di una valvola di riempimento con parzializzazione del flusso secondo l’arte nota; Figure 1 represents a simplified sectional view of a filling valve with flow partialization according to the known art;
Figure 2A-2D mostrano viste semplificate in sezione di una prima forma realizzativa della valvola di riempimento dell’invenzione in una sequenza operativa; Figures 2A-2D show simplified sectional views of a first embodiment of the filling valve of the invention in an operating sequence;
Figure 3A-3D mostrano viste semplificate in sezione di una seconda forma realizzativa della valvola di riempimento dell’invenzione nella stessa sequenza operativa delle figure 2A-2D; Figures 3A-3D show simplified sectional views of a second embodiment of the filling valve of the invention in the same operating sequence as Figures 2A-2D;
Figura 4 mostra una vista semplificata in sezione di un particolare della forma di realizzazione delle figure 2A-2D. Figure 4 shows a simplified sectional view of a detail of the embodiment of Figures 2A-2D.
La valvola di riempimento dell’invenzione è tipicamente installata su una macchina di riempimento di contenitori (non mostrata), ad esempio una macchina rotativa, che comprende una pluralità di dette valvole di riempimento. The filling valve of the invention is typically installed on a container filling machine (not shown), for example a rotary machine, which comprises a plurality of said filling valves.
Con riferimento alle figure, la valvola di riempimento dell’invenzione, denominata nel suo complesso con il numero 1 nella forma di realizzazione delle figure 2A-2D e con il numero 101 nella forma di realizzazione delle figure 3A-3D, comprende un corpo valvola 2 cavo, all’interno del quale è scorrevole longitudinalmente un otturatore 3. With reference to the figures, the filling valve of the invention, designated as a whole with the number 1 in the embodiment of Figures 2A-2D and with the number 101 in the embodiment of Figures 3A-3D, comprises a valve body 2 hollow, inside which a shutter 3 slides longitudinally.
Il corpo valvola 2 comprende un’apertura di ingresso 4 del fluido di riempimento ed un’apertura di erogazione 6 del fluido. The valve body 2 comprises an inlet port 4 for the filling fluid and a delivery port 6 for the fluid.
L’apertura di ingresso 4 comprende un connettore 5 per una tubazione che adduce alla valvola il fluido di riempimento proveniente da un sistema di distribuzione di detto fluido, tipicamente un collettore (non mostrato), ed è posta in prossimità dell’estremità superiore 2a del corpo valvola 2, preferibilmente sulla parete laterale del corpo valvola 2. The inlet port 4 comprises a connector 5 for a pipe which supplies the valve with the filling fluid coming from a distribution system of said fluid, typically a manifold (not shown), and is located near the upper end 2a of the valve body 2, preferably on the side wall of the valve body 2.
L’apertura di erogazione 6 è posta in corrispondenza dell’estremità inferiore 2b del corpo valvola 2 ed è coassiale all’asse longitudinale X-X della valvola. In corrispondenza dei bordi 7 di detta apertura di erogazione 6, il corpo valvola 2 presenta una superficie interna conformata in modo da combaciare sostanzialmente con la porzione terminale 3’ dell’otturatore 3. The delivery opening 6 is located at the lower end 2b of the valve body 2 and is coaxial to the longitudinal axis X-X of the valve. At the edges 7 of said delivery opening 6, the valve body 2 has an internal surface shaped so as to substantially mate with the end portion 3 'of the shutter 3.
Il corpo valvola 2 è cavo e comprende internamente una cavità superiore 8, in cui sfocia l’apertura di ingresso 4 del fluido di riempimento, una cavità intermedia 9 ed una cavità inferiore 10. The valve body 2 is hollow and internally comprises an upper cavity 8, which leads to the inlet opening 4 of the filling fluid, an intermediate cavity 9 and a lower cavity 10.
La cavità superiore 8 è collegata alla cavità intermedia 9 da un canale di strozzatura 11, formato da un restringimento 2c della parete interna del corpo valvola 2. The upper cavity 8 is connected to the intermediate cavity 9 by a constriction channel 11, formed by a narrowing 2c of the internal wall of the valve body 2.
La cavità intermedia 9 ha forma sostanzialmente cilindrica e sfocia nella cavità inferiore 10. The intermediate cavity 9 has a substantially cylindrical shape and flows into the lower cavity 10.
La cavità inferiore 10 ha forma a bulbo e presenta un profilo tronco-conico rastremato verso il basso, dove sfocia nell’apertura di erogazione 6. The lower cavity 10 has a bulb shape and has a truncated conical profile tapered downwards, where it flows into the delivery opening 6.
Nella camera superiore 8 del corpo valvola 2 è posto un organo di ostruzione 12 del canale di strozzatura 11, conformato in modo da chiudere completamente detto canale di strozzatura 11 durante una fase iniziale ed una fase finale di erogazione del fluido di riempimento. An obstruction member 12 of the throttling channel 11 is placed in the upper chamber 8 of the valve body 2 and is shaped in such a way as to completely close said throttling channel 11 during an initial phase and a final phase of dispensing the filling fluid.
Nella forma di realizzazione delle figure 2A-2D e 4, detto organo di ostruzione 12 è formato da una sfera 13. Sebbene la forma della sfera sia quella in grado di assicurare una tenuta migliore nella presente applicazione, è possibile anche utilizzare un organo di ostruzione 12 di forma diversa, ad esempio discoidale. La sfera 13 non è vincolata ed è mobile tra una posizione di ostruzione (figure 2A e 2B) e posizioni di apertura (figure 2C e 2D). In the embodiment of Figures 2A-2D and 4, said obstruction member 12 is formed by a sphere 13. Although the shape of the sphere is the one capable of ensuring a better seal in the present application, it is also possible to use an obstruction member 12 with a different shape, for example discoid. The ball 13 is not constrained and is movable between an obstruction position (Figures 2A and 2B) and open positions (Figures 2C and 2D).
L’otturatore 3 comprende una porzione di otturazione 3a, uno stelo 3b ed un elemento distanziatore 3c. The shutter 3 comprises a shutter portion 3a, a stem 3b and a spacer element 3c.
La porzione di otturazione 3a è alloggiata nella cavità inferiore 10 del corpo valvola 2 ed ha a sua volta forma a bulbo con corpo tronco-conico rastremato verso il basso, in modo da permettere l’accoppiamento in chiusura con la superficie della cavità inferiore 10 ed in particolare con il bordo 7 dell’apertura di erogazione 6. The shutter portion 3a is housed in the lower cavity 10 of the valve body 2 and in turn has a bulb shape with a frusto-conical body tapered downwards, so as to allow the closing coupling with the surface of the lower cavity 10 and in particular with the edge 7 of the dispensing opening 6.
Lo stelo 3b ha forma sostanzialmente cilindrica ed un diametro leggermente inferiore al diametro interno della cavità intermedia 9, in modo da creare con essa un’intercapedine che permette il passaggio del fluido di riempimento. The stem 3b has a substantially cylindrical shape and a diameter slightly smaller than the internal diameter of the intermediate cavity 9, so as to create with it a gap that allows the passage of the filling fluid.
In forme di realizzazione preferite, lo stelo 3b comprende una pluralità di costolature longitudinali (non mostrate) che fungono da guida per il mantenimento in asse dell’otturatore 3. In preferred embodiments, the stem 3b comprises a plurality of longitudinal ribs (not shown) which act as a guide for keeping the shutter 3 aligned.
In certe forme di realizzazione, lo stelo 3b può contenere al suo interno dei magneti permanenti atti ad interagire con mezzi di generazione di un campo elettromagnetico posizionati esternamente alla cavità intermedia 9, tipicamente nella parete del corpo valvola 2. In questo modo si può ottenere l’attuazione comandata dell’otturatore 3 in apertura e chiusura. Tale sistema di attuazione è tuttavia noto e non verrà descritto in maggiore dettaglio. In certain embodiments, the stem 3b can contain inside it permanent magnets adapted to interact with means for generating an electromagnetic field positioned externally to the intermediate cavity 9, typically in the wall of the valve body 2. In this way it is possible to obtain the controlled actuation of the shutter 3 in opening and closing. However, this actuation system is known and will not be described in greater detail.
L’elemento distanziatore 3c comprende una porzione di raccordo 14 con lo stelo 3b ed una porzione di estremità 15, configurata in modo da accoppiarsi con l’organo di ostruzione 12. Nell’esempio mostrato nelle figure, la porzione di estremità 15 avrà quindi una superficie di testa 15a concava, cosìda accoppiarsi con la sfera 13. The spacer element 3c comprises a connecting portion 14 with the stem 3b and an end portion 15, configured so as to couple with the obstruction member 12. In the example shown in the figures, the end portion 15 will therefore have a concave head surface 15a, so as to mate with sphere 13.
La porzione di raccordo 14 dell’elemento distanziatore 3c è preferibilmente di forma cilindrica e presenta una sezione trasversale con diametro minore di quello del canale di strozzatura 11, in modo da creare un’intercapedine 11a per il passaggio del fluido di riempimento. The connecting portion 14 of the spacer element 3c is preferably cylindrical in shape and has a cross section with a diameter smaller than that of the throttling channel 11, so as to create a gap 11a for the passage of the filling fluid.
La porzione di estremità 15 ha una sezione con diametro maggiore di quello della porzione di raccordo 14, ma ancora lievemente minore del diametro del canale di strozzatura 11, in modo da creare un passaggio di parzializzazione 11b per il fluido di riempimento, che sarà comunque minore di quello formato dall’intercapedine 11a in corrispondenza della porzione di raccordo 14, come più chiaramente visibile nella figura 4. The end portion 15 has a section with a diameter greater than that of the connecting portion 14, but still slightly smaller than the diameter of the throttling channel 11, so as to create a throttling passage 11b for the filling fluid, which will in any case be smaller. than that formed by the interspace 11a in correspondence with the connecting portion 14, as more clearly visible in Figure 4.
In certe forme di realizzazione, il passaggio di parzializzazione 11b può assumere la forma di una o più scanalature verticali formate da un’opportuna sagomatura della superficie esterna della porzione di estremità 15, il cui diametro potrà quindi essere anche sostanzialmente uguale a quello del canale di strozzatura 11. Il dimensionamento del passaggio di parzializzazione 11b dipenderà generalmente dalla portata del fluido di riempimento e dalla tipologia del fluido stesso e verrà quindi determinato in fase di progettazione della valvola. In certain embodiments, the throttling passage 11b can take the form of one or more vertical grooves formed by a suitable shaping of the external surface of the end portion 15, the diameter of which can therefore also be substantially equal to that of the channel restriction 11. The sizing of the throttling passage 11b will generally depend on the flow rate of the filling fluid and on the type of fluid itself and will therefore be determined in the design stage of the valve.
Le figure 2A-2D illustrano una sequenza operativa della valvola di riempimento dell’invenzione. Figures 2A-2D illustrate an operational sequence of the filling valve of the invention.
La figura 2A mostra la valvola in condizione operativa di chiusura totale. In questa condizione: Figure 2A shows the valve in the fully closed operating condition. In this condition:
- la porzione di otturazione 3a dell’otturatore 3 chiude l’apertura di erogazione 6, - l’organo di ostruzione 12, ovvero la sfera 13, poggia sui bordi del restringimento 2c, impedendo quindi il passaggio di fluido, - the obturation portion 3a of the shutter 3 closes the delivery opening 6, - the obstruction organ 12, or the ball 13, rests on the edges of the narrowing 2c, thus preventing the passage of fluid,
- l’elemento distanziatore 3c dell’otturatore 3 è distanziato dall’organo di ostruzione 12. - the spacer element 3c of the shutter 3 is spaced from the obstruction member 12.
La figura 2B mostra la condizione di inizio erogazione, in cui: Figure 2B shows the dispensing start condition, in which:
- l’otturatore 3 è parzialmente sollevato, permettendo l’erogazione del fluido dall’apertura 6, - l’organo di ostruzione 12, ovvero la sfera 13, poggia ancora sui bordi del restringimento 2c, impedendo quindi il passaggio di fluido, - l’elemento distanziatore 3c dell’otturatore 3 è adiacente all’organo di ostruzione 12, senza tuttavia applicare su di esso una forza di sollevamento. - the obturator 3 is partially raised, allowing the fluid to be dispensed from the opening 6, - the obstruction member 12, i.e. the ball 13, still rests on the edges of the restriction 2c, thus preventing the passage of fluid, - The spacer element 3c of the shutter 3 is adjacent to the obstruction member 12, without however applying a lifting force thereon.
La figura 2C mostra la fase immediatamente successiva, meglio visibile nell’ingrandimento di figura 4, in cui: Figure 2C shows the immediately following phase, better visible in the enlargement of figure 4, in which:
- l’otturatore 3 è ulteriormente sollevato, aumentando il lume di erogazione del fluido dall’apertura 6, - the shutter 3 is further raised, increasing the fluid delivery lumen from the opening 6,
- l’organo di ostruzione 12, ovvero la sfera 13, viene sollevato per interferenza con l’elemento distanziatore 3c dell’otturatore 3, permettendo quindi il passaggio del fluido; - the obstruction member 12, or the ball 13, is raised by interference with the spacer element 3c of the shutter 3, thus allowing the passage of fluid;
- la porzione di estremità 15 dell’elemento distanziatore 3c è ancora impegnata nel canale di strozzatura 11, permettendo quindi il passaggio del fluido di riempimento solo attraverso il piccolo passaggio di parzializzazione 11b. - the end portion 15 of the spacer element 3c is still engaged in the throttling channel 11, thus allowing the passage of the filling fluid only through the small throttling passage 11b.
La figura 2D mostra infine la condizione di totale apertura, in cui: Finally, figure 2D shows the condition of total opening, in which:
- l’otturatore 3 è ulteriormente sollevato, massimizzando il lume di erogazione del fluido dall’apertura di erogazione 6, - l’organo di ostruzione 12, ovvero la sfera 13, viene ulteriormente sollevato dall’elemento distanziatore 3c dell’otturatore 3; - the shutter 3 is further raised, maximizing the delivery lumen of the fluid from the delivery opening 6, - the obstruction member 12, or the ball 13, is further raised by the spacer element 3c of the shutter 3;
- la porzione di estremità 15 dell’elemento distanziatore 3c è totalmente all’interno della cavità superiore 8, permettendo quindi il passaggio del fluido di riempimento attraverso la maggiore intercapedine 11a del canale di strozzatura 11. - the end portion 15 of the spacer element 3c is totally inside the upper cavity 8, thus allowing the passage of the filling fluid through the greater interspace 11a of the throttling channel 11.
La sequenza operativa invertita, cioè passando dalla condizione di figura 2D a quella di figura 2A, corrisponde alla fase di chiusura della valvola di riempimento 1. The inverted operating sequence, i.e. passing from the condition of figure 2D to that of figure 2A, corresponds to the closing phase of the filling valve 1.
Pertanto, in fase di apertura si ottiene in sequenza prima l’apertura graduale dell’apertura di erogazione 6, quindi la parzializzazione del flusso tramite il sollevamento dell’organo di ostruzione 12 e l’immissione di fluido nel piccolo passaggio di parzializzazione 11b, quindi l’apertura totale della valvola. Questo evita sia la formazione di schizzi iniziali, che la schiumatura del fluido di riempimento. Therefore, in the opening phase, first the gradual opening of the dispensing opening 6 is obtained in sequence, then the partialization of the flow through the lifting of the obstruction member 12 and the introduction of fluid into the small partialization passage 11b, then the total opening of the valve. This avoids both the formation of initial splashes and the foaming of the filling fluid.
In fase di chiusura, invece, si verifica nell’ordine una parzializzazione della portata del fluido attraverso il piccolo passaggio 11b, quindi un’interruzione dell’ingresso di fluido grazie al posizionamento dell’organo di ostruzione 12 sui bordi del canale di strozzatura 11 ed infine una chiusura totale della valvola da parte della porzione di otturazione 3a dell’otturatore 3. In the closing phase, on the other hand, a partialization of the flow rate of the fluid occurs through the small passage 11b, therefore an interruption of the fluid inlet thanks to the positioning of the obstruction member 12 on the edges of the throttling channel 11 and finally, a total closure of the valve by the shutter portion 3a of the shutter 3.
La chiusura del canale di strozzatura 11 ad opera dell’organo di ostruzione 12 permette di limitare il battente geodetico alla sola distanza tra canale 11 e apertura di erogazione 6, il che elimina il problema degli schizzi. Inoltre, in fase di chiusura, mano a mano che le cavità intermedia 9 ed inferiore 10 tendono a svuotarsi, si crea in tali cavità una depressione che impedisce il gocciolamento finale del fluido. The closure of the choke channel 11 by the obstruction member 12 allows to limit the geodetic head to the only distance between channel 11 and delivery opening 6, which eliminates the problem of splashes. Moreover, in the closing phase, as the intermediate cavities 9 and lower 10 tend to empty, a depression is created in these cavities which prevents the final dripping of the fluid.
Le figure 3A-3D illustrano la sequenza operativa di una seconda forma di realizzazione della valvola di riempimento 101 dell’invenzione, la cui unica differenza con la forma di realizzazione precedentemente descritta consiste nel fatto che l’organo di ostruzione 12, invece di essere costituito da una sfera 13 mobile liberamente sotto la spinta dell’otturatore 3, è costituito da un elemento a pistone 120 mobile in un cilindro 121, ad esempio per azionamento pneumatico o idraulico. L’elemento a pistone 120 termina inferiormente con un elemento a bulbo 113 che comprende almeno una superficie di estremità semi-sferica, configurata in modo da ostruire il canale di strozzatura 11, posizionandosi sui bordi superiore dello stesso. Figures 3A-3D illustrate the operational sequence of a second embodiment of the filling valve 101 of the invention, the only difference of which with the previously described embodiment consists in the fact that the obstruction member 12, instead of being constituted by a ball 13 freely movable under the thrust of the shutter 3, it is constituted by a piston element 120 movable in a cylinder 121, for example by pneumatic or hydraulic actuation. The piston element 120 ends at the bottom with a bulb element 113 which includes at least a semi-spherical end surface, configured so as to obstruct the throttling channel 11, positioning itself on the upper edges of the same.
In questa forma di realizzazione, pertanto, l’organo di ostruzione 12 è mobile in modo comandato indipendentemente dall’otturatore 3, per cui la sequenza operativa di apertura-chiusura della valvola potrà essere operata mediante un’unità di comando e controllo che coordinerà i movimenti indipendenti dell’otturatore 3 e dell’organo di ostruzione 12. In this embodiment, therefore, the obstruction member 12 is movable in a manner controlled independently of the shutter 3, so that the valve opening-closing operating sequence can be operated by means of a command and control unit which will coordinate the independent movements of the shutter 3 and of the obstruction element 12.
E’ evidente che sono state descritte solo alcune forme particolari di realizzazione della presente invenzione, cui l’esperto dell’arte sarà in grado di apportare tutte quelle modifiche necessarie per il suo adattamento a particolari applicazioni, senza peraltro discostarsi dall’ambito di protezione della presente invenzione. It is evident that only some particular embodiments of the present invention have been described, to which the skilled in the art will be able to make all those modifications necessary for its adaptation to particular applications, without however departing from the scope of protection of the present invention.
Claims (11)
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| US5878992A (en) * | 1997-05-07 | 1999-03-09 | Mott's Inc. | Two stage variable flow valve assembly |
| EP2439169A1 (en) * | 2010-10-05 | 2012-04-11 | Krones AG | Device for transporting fluids |
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2019
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Patent Citations (3)
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