DESCRIZIONE DI INVENZIONE INDUSTRIALE DESCRIPTION OF INDUSTRIAL INVENTION
Avente per titolo: Sistema di dosatura volumetrico a pistoni asettico. Entitled: Aseptic piston volumetric dosing system.
STATO ATTUALE DELL’ARTE: Attualmente i sistemi di dosatura volumetrici a pistoni si dividono sostanzialmente in due tipologie e si differenziano per complessità, standard igienici e precisione. Il primo tipo prevede un cilindro, all’interno del quale scorre un pistone dotato di guarnizioni striscianti. Il movimento del pistone può essere azionato da sistema meccanico od elettrico. Durante la fase di aspirazione una valvola esterna al cilindro mette comunicazione il prodotto da dosare con la camera del dosatore, mentre una second valvola di scarico rimane chiusa; durante la fase di dosatura la valvola di aspirazione chiude, mentre quella di scarico si apre, consentendo quindi il trasferimento del prodotto aspirato nella confezione. Il sistema descritto assicura una buona precisione, in quanto<3>volumetrico, ma ha lo svantaggio di non garantire un elevato standard igienico. Il punto più critico a tal riguardo è la guarnizione strisciante del pistone, che da un lato è bagnata dal prodotto, dal lato opposto è in comunicazione con l’ambiente esterno; eventuali perdite o trafilamenti attraverso tale guarnizione costituiscono quindi una possibile fonte di contaminazione. Il secondo tipo prevede un sistema di dosatura simile al primo, quindi con guarnizione strisciante, ma con la differenza che, grazie al fatto che gli steli del pistone attraversano la vasca di accumulo del prodotto, la guarnizione è completamente immersa nel prodotto da ambo i lati; un'eventuale perdita della tenuta meccanica non comporta, quindi, alcun rischio di contaminazione. Per quest’ultimo tipo di dosatore, generalmente una valvola a due posizioni apre e chiude i condotti di aspirazione dei prodotto e di mandata verso la confezione. Tale valvola viene attuata esattamente come il pistone con stelo che attraversa la vasca e guarnizioni completamente immerse nel prodotto. Oltre ai sistemi di dosatura volumetrici, trovano largo impiego nelle macchine riempitrici i sistemi a flussimetri, nei quali la valvola di dosatura viene aperta e chiusa in base alla misurazione del flusso che attraversa i condotti oppure i sistemi a peso, in cui la valvola di dosatura viene aperta e chiusa in base alla misurazione del peso all’interno del contenitore effettuata tramite apposite celle di carico. SCOPO DELL’INVENZIONE: Scopo dell’invenzione è di realizzare un dosatore volumetrico a pistoni, con standard igienici del tipo asettico, un’elevata precisione di dosatura ed una grande flessibilità dì utilizzo con prodotti di varia viscosità eventualmente anche con pezzi o fibre in sospensione. La soluzione adottata per realizzare le valvole aspirazione e di mandata, oltre a garantire un elevato standard igienico, permetti notevole semplificazione del dosatore ed una notevole flessibilità di posizioname questo all’interno delle macchine riempitrici. DESCRIZIONE: Il sistema di dosatura<1>illustrato sulle Tav.1-2-3. Questo è concepito per lavorare su più uscite simultaneamen Una vasca (1 ) di accumulo del prodotto, porta sul fondo più cilindri di dosatura (2) all'interno dei quali scorrono dei pistoni (3). Ognuno di questi è azionato da una coppia di aste (4) che attraversano la vasca (1) e che prendono il movimento da una barra (5) collegata ad una coppia di cremagliere (6). Un motore (7) fornisce movimento rotatorio a due ruote dentate accoppiate con le suddette cremagliere (6). Il sistema di movimentazione dei pistoni (3) è montato sul coperchio (8) della vasca. Le valvole dì aspirazione (9) sono coassiali ai pistoni (3) e sono mosse da aste (10) collegate a dei cilindri pneumatici (11), solidali alla barra (5). Sulla Tav.2 vengono rappresentate le posizioni di aspirazione con valvola (9) aperta (a sinistra) e di dosatura verso il contenitore con valvola (9) chiusa (a destra). Come illustrato sulla Tav.2, l'apertura della valvola (9) apre un foro al centro del pistone, attraverso il quale fluisce il prodotto in fase d’aspirazione. Il prodotto esce dalla parte inferiore dei cilindri, cui sono collegate le tubazioni che vanno alle valvole di scarico (12). Tali valvole di scarico (12) del prodotto sono svincolate dalla vasca (1) in modo da garantire la massima flessibilità nella disposizione del sistema di dosatura all'interno della macchina riempitrice. L’ugello di dosatura (13), collegato alla valvola di scarico (12), è personalizzabile in funzione del prodotto da dosare e della confezione da riempire. Il sistema di dosatura descritto garantisce uno standard igienico asettico. Le guarnizioni (14) dei pistoni (3) sono immerse da entrambi i lati nel prodotto, non vi è di conseguenza nessuna possibilità di contaminazione dovuta ad eventuali perdite di tenuta e quindi eventuali contatti tra ambiente esterno e prodotto. Le valvole (9) di aspirazioni lavorano immerse nel prodotto, mentre quelle di scarico (12) sono concepite in modo da garantire uno standard igienico pari a quello del dosatore. Le as e (10) sono immerse nel prodotto fino al livello massimo della vasca (1), control opportuna sonda (20); tale livello è regolato in modo tale da garantire che la parte de (4) (10) bagnate dal prodotto non esca mai dal coperchio (8), evitando in questo contatto tra ambiente esterno e prodotto e quindi ogni possibile fonte di contaminazione. L’ambiente sopra al livello del prodotto, all'interno della vasca (1), è controllato da una sovrappressione di aria sterile. La parte delie aste (4) (10) che esce dal coperchio (8) è protetta da opportuni soffietti (15), all’interno dei quali viene mantenuta una sovrappressione di aria sterile distribuita tramite il collettore (16). Qualora la parte alfa delle aste (4) e (10) si dovesse sporcare con del prodotto, una serie di tenute (17) evita la fuoriuscita di questo dal coperchio (8) della vasca (1). Eventuali trafilamenti di prodotto dalla tenuta (17) vengono puliti durante if ciclo di lavaggio del dosatore. Le aste attraversano, infatti, una camera (19) chiusa dalle tenute (17) e (18), all'interno della quale passano le soluzioni di lavaggio e di sterilizzazione. CURRENT STATE OF THE ART: Currently, volumetric piston dosing systems are basically divided into two types and differ in complexity, hygiene standards and precision. The first type provides a cylinder, inside which runs a piston equipped with sliding seals. The movement of the piston can be activated by a mechanical or electrical system. During the suction phase, a valve external to the cylinder communicates the product to be dosed with the dosing chamber, while a second discharge valve remains closed; during the dosing phase the suction valve closes, while the discharge valve opens, thus allowing the transfer of the sucked product into the package. The system described ensures good precision, as it is <3> volumetric, but has the disadvantage of not guaranteeing a high hygienic standard. The most critical point in this regard is the sliding seal of the piston, which on one side is wetted by the product, on the other side is in communication with the external environment; any leaks or leaks through this gasket are therefore a possible source of contamination. The second type provides a dosing system similar to the first, therefore with a sliding seal, but with the difference that, thanks to the fact that the piston rods cross the product accumulation tank, the seal is completely immersed in the product on both sides. ; therefore, any loss of the mechanical seal does not involve any risk of contamination. For the latter type of dispenser, generally a two-position valve opens and closes the product suction and delivery ducts towards the package. This valve is actuated exactly like the piston with a rod that crosses the tank and seals completely immersed in the product. In addition to volumetric dosing systems, flow meter systems are widely used in filling machines, in which the dosing valve is opened and closed based on the measurement of the flow passing through the ducts or weight systems, in which the dosing valve it is opened and closed based on the measurement of the weight inside the container carried out by means of special load cells. PURPOSE OF THE INVENTION: The purpose of the invention is to realize a volumetric piston doser, with hygienic standards of the aseptic type, high dosing precision and great flexibility of use with products of varying viscosity, possibly even with pieces or fibers in suspension. . The solution adopted to make the suction and delivery valves, in addition to ensuring a high standard of hygiene, allows for considerable simplification of the dispenser and considerable flexibility in positioning it within the filling machines. DESCRIPTION: The dispensing system <1> illustrated on Tables 1-2-3. This is designed to work on several simultaneous outlets. A product accumulation tank (1) carries on the bottom several dosing cylinders (2) inside which pistons (3) slide. Each of these is operated by a pair of rods (4) which cross the tank (1) and which take their movement from a bar (5) connected to a pair of racks (6). A motor (7) provides rotary movement to two toothed wheels coupled with the aforementioned racks (6). The piston handling system (3) is mounted on the tank lid (8). The intake valves (9) are coaxial with the pistons (3) and are moved by rods (10) connected to pneumatic cylinders (11), integral with the bar (5). Table 2 shows the suction positions with the valve (9) open (on the left) and the dosing positions towards the container with the valve (9) closed (on the right). As shown on Table 2, the opening of the valve (9) opens a hole in the center of the piston, through which the product flows during the suction phase. The product comes out from the lower part of the cylinders, to which the pipes that go to the discharge valves (12) are connected. These product discharge valves (12) are released from the tank (1) so as to ensure maximum flexibility in the arrangement of the dosing system inside the filling machine. The dosing nozzle (13), connected to the discharge valve (12), can be customized according to the product to be dosed and the package to be filled. The described dosing system guarantees an aseptic hygiene standard. The seals (14) of the pistons (3) are immersed on both sides in the product, consequently there is no possibility of contamination due to any leaks and therefore any contact between the external environment and the product. The suction valves (9) work immersed in the product, while the discharge valves (12) are designed to guarantee a hygienic standard equal to that of the dispenser. The as and (10) are immersed in the product up to the maximum level of the tank (1), checking the appropriate probe (20); this level is regulated in such a way as to ensure that the part of (4) (10) wetted by the product never leaves the lid (8), thus avoiding contact between the external environment and the product and therefore any possible source of contamination. The environment above the product level, inside the tank (1), is controlled by an overpressure of sterile air. The part of the rods (4) (10) that comes out of the lid (8) is protected by appropriate bellows (15), inside which an overpressure of sterile air distributed through the manifold (16) is maintained. Should the alpha part of the rods (4) and (10) become dirty with the product, a series of seals (17) prevents it from coming out of the lid (8) of the tank (1). Any product leaks from the seal (17) are cleaned during the washing cycle of the dispenser. In fact, the rods pass through a chamber (19) closed by the seals (17) and (18), inside which the washing and sterilization solutions pass.