IT201800004468A1 - FILLING MACHINE. - Google Patents
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Description
MACCHINA RIEMPITRICE FILLING MACHINE
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Il presente trovato ha per oggetto una macchina riempitrice e, in particolare, una macchina riempitrice per liquidi mediante rubinetti dosatori temporizzati. The present invention relates to a filling machine and, in particular, a filling machine for liquids by means of timed metering taps.
Sono note e largamente utilizzate delle macchine riempitrici per liquidi che utilizzano rubinetti dosatori temporizzati per determinare la quantità di liquido da introdurre in ciascun contenitore. Filling machines for liquids are known and widely used which use timed metering taps to determine the quantity of liquid to be introduced into each container.
Tipicamente, il tempo necessario al riempimento di ciascun contenitore viene rilevato sperimentalmente mediante operazioni di taratura e di messa a punto iniziale. Typically, the time required to fill each container is experimentally detected by initial calibration and set-up operations.
Durante l'utilizzo tuttavia, alcuni fattori di tipo fluidodinamico o di usura possono provocare una variazione della portata in uscita dai rubinetti dosatori e ciò determina la necessità di procedere ad una ritaratura. During use, however, some fluid-dynamic or wear factors can cause a variation in the flow rate at the output from the metering taps and this determines the need to proceed with a recalibration.
E' noto infatti che la portata di un rubinetto, fissato il tempo di apertura, dipende dalla velocità di deflusso e sul valore della velocità di deflusso influiscono le perdite di carico del circuito. In fact, it is known that the flow rate of a tap, fixed the opening time, depends on the flow speed and the pressure drops of the circuit affect the value of the flow speed.
Sul valore delle perdite di carico influiscono molteplici fattori quali la viscosità, la densità, la temperatura, la forza centrifuga nel caso si tratti di macchine riempitrici di tipo rotativo, la geometria dei condotti, il livello del liquido e la pressione nel serbatoio di alimentazione. The value of the pressure drops are influenced by many factors such as viscosity, density, temperature, centrifugal force in the case of rotary type filling machines, the geometry of the ducts, the liquid level and the pressure in the supply tank.
Per risolvere tale problema, la medesima titolare ha depositato, in data 1 febbraio 2005, il brevetto EP1713692. To solve this problem, the same owner filed, on February 1, 2005, the patent EP1713692.
La soluzione oggetto di tale brevetto aveva lo scopo di rendere le variazioni dei parametri termofluidodinamici ininfluenti sulla taratura iniziale dell'impianto di riempimento. The solution object of this patent had the purpose of making the variations of the thermo-fluid dynamic parameters irrelevant on the initial calibration of the filling system.
In particolare, la soluzione in questione descrive una macchina riempitrice con rubinetti dosatori temporizzati e presentante almeno un rubinetto pilota provvisto di un misuratore elettronico di flusso connesso ad una apparecchiatura informatica, la quale gestisce la temporizzazione delle operazioni di riempimento dosato di almeno una bottiglia pilota. In particular, the solution in question describes a filling machine with timed metering taps and having at least one pilot tap provided with an electronic flow meter connected to a computer equipment, which manages the timing of the metered filling operations of at least one pilot bottle.
In tal modo viene predeterminato il tempo necessario per dosare l'effettiva quantità di liquido erogato dal serbatoio in pressione ad ogni rubinetto ed introdotto in tutte le bottiglie in transito. In this way the time necessary to dose the actual quantity of liquid delivered by the pressurized tank to each tap and introduced into all the bottles in transit is predetermined.
In particolare, a monte di ogni rubinetto è applicato un diaframma di strozzamento calibrato con perdite di carico molto elevate per rendere ininfluenti le variazioni relative di tutti gli altri parametri che potrebbero influire sulla ripetibilità delle condizioni operative del flusso dosato. In particular, a calibrated throttling diaphragm with very high pressure drops is applied upstream of each tap to make the relative variations of all the other parameters that could affect the repeatability of the operating conditions of the dosed flow irrelevant.
La soluzione sopra descritta, pur essendo particolarmente utilizzata e in grado di risolvere i problemi di taratura e di ripetibilità al variare dei parametri termofluidodinamici, risulta in alcune circostanze complessa dal punto di vista costruttivo dovendosi prevedere sia un rubinetto pilota che una pluralità di diaframmi di strozzamento. The solution described above, while being particularly used and able to solve calibration and repeatability problems as the thermofluidodynamic parameters vary, is in some circumstances complex from the construction point of view, since both a pilot valve and a plurality of throttling diaphragms must be provided. .
Il compito del presente trovato è quello di realizzare una macchina riempitrice che sia in grado di migliorare la tecnica nota in uno o più degli aspetti sopra indicati. The object of the present invention is to provide a filling machine which is capable of improving the known technique in one or more of the aspects indicated above.
Nell'ambito di tale compito, uno scopo del trovato è quello di mettere a disposizione una macchina riempitrice di gestire in modo estremamente pratico le fasi di taratura. Within this aim, an object of the invention is to provide a filling machine for managing the calibration steps in an extremely practical manner.
Non ultimo scopo del trovato è quello di realizzare una macchina riempitrice che sia di elevata affidabilità, di relativamente facile realizzazione e a costi competitivi. Not least object of the invention is to provide a filling machine which is highly reliable, relatively easy to manufacture and at competitive costs.
Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da una macchina riempitrice secondo la rivendicazione 1, opzionalmente dotata di una o più delle caratteristiche delle rivendicazioni dipendenti. This aim, as well as these and other objects which will become clearer hereinafter, are achieved by a filling machine according to claim 1, optionally equipped with one or more of the characteristics of the dependent claims.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, della macchina riempitrice secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment of the filling machine according to the invention, illustrated, by way of non-limiting example, in the accompanying drawings, in which:
la figura 1 illustra una vista in prospettiva di una macchina riempitrice secondo il trovato; Figure 1 is a perspective view of a filling machine according to the invention;
la figura 2 mostra, sempre in prospettiva e in scala ingrandita, la stazione di taratura della macchina riempitrice secondo il trovato. Figure 2 shows, again in perspective and on an enlarged scale, the calibration station of the filling machine according to the invention.
Con riferimento alle figure citate, la macchina riempitrice secondo il trovato, indicata globalmente con il numero di riferimento 1, comprende un serbatoio di contenimento collegato, attraverso condotti di alimentazione, ad una pluralità di rubinetti dosatori 3, i quali sono collegati operativamente ad un dispositivo di gestione e di controllo 10 della apertura e della chiusura dei suddetti rubinetti dosatori 3. With reference to the aforementioned figures, the filling machine according to the invention, globally indicated by the reference number 1, comprises a containment tank connected, through supply ducts, to a plurality of metering cocks 3, which are operatively connected to a device management and control 10 of the opening and closing of the aforementioned dosing taps 3.
Secondo il presente trovato, i rubinetti dosatori 3 comprendono almeno un rubinetto di riferimento 3a, il quale è associato ad un misuratore di portata 3b. According to the present invention, the metering cocks 3 comprise at least one reference cock 3a, which is associated with a flow meter 3b.
Qualora la macchina riempitrice 1 presenti un numero particolarmente elevato di rubinetti dosatori 3, è possibile prevedere la presenza di due o più rubinetti di riferimento 3a in modo tale da poter sopperire ad eventuali malfunzionamenti di uno di tali rubinetti di riferimento 3a. If the filling machine 1 has a particularly large number of metering taps 3, it is possible to provide for the presence of two or more reference taps 3a so as to be able to compensate for any malfunctions of one of these reference taps 3a.
Il misuratore di portata 3b è collegato operativamente al dispositivo di gestione e di controllo 10 per determinare il tempo di apertura del rubinetto di riferimento 3a corrispondente all'erogazione di una predeterminata quantità di liquido. The flow meter 3b is operatively connected to the management and control device 10 to determine the opening time of the reference cock 3a corresponding to the delivery of a predetermined quantity of liquid.
In rubinetti dosatori 3 comprendendo, inoltre, almeno un rubinetto da tarare 3c. In metering taps 3 further comprising at least one tap to be calibrated 3c.
Nello specifico, i rubinetti dosatori 3 comprendono una pluralità di rubinetti da tarare 3c. Specifically, the metering taps 3 comprise a plurality of taps to be calibrated 3c.
La macchina riempitrice 1 presenta una stazione di taratura 11, la quale comprende almeno una vaschetta 20 in cui è scaricabile il liquido erogato dall'almeno un rubinetto da tarare 3b. The filling machine 1 has a calibration station 11, which comprises at least one tray 20 into which the liquid dispensed by the at least one cock to be calibrated 3b can be discharged.
La vaschetta 20 è associata, in particolare, ad un dispositivo di pesatura del liquido scaricato nella suddetta vaschetta 20 dal rubinetto da tarare 3c in un tempo corrispondente al tempo di apertura del rubinetto di riferimento 3a determinato dal dispositivo di gestione e di controllo 10. The tank 20 is associated, in particular, with a device for weighing the liquid discharged into the aforementioned tank 20 from the tap to be calibrated 3c in a time corresponding to the opening time of the reference tap 3a determined by the management and control device 10.
Nel dettaglio, i mezzi di controllo e di gestione 10 sono atti a rilevare la differenza tra la quantità di liquido scaricato nella vaschetta 20 dal rubinetto da tarare 3c in un tempo corrispondente al tempo di apertura del rubinetto di riferimento 3a determinato dal dispositivo di gestione e di controllo 10, e la suddetta predeterminata quantità di liquido. In detail, the control and management means 10 are adapted to detect the difference between the quantity of liquid discharged into the tank 20 from the tap to be calibrated 3c in a time corresponding to the opening time of the reference tap 3a determined by the management device and control 10, and the aforementioned predetermined amount of liquid.
Nello specifico, i mezzi di controllo e di gestione 10 sono operativamente collegati al dispositivo di pesatura in modo tale che possa essere rilevata, in modo automatico, la differenza tra la quantità di liquido scaricato nella vaschetta 20 dal rubinetto da tarare 3c in un tempo corrispondente al tempo di apertura del rubinetto di riferimento 3a determinato dal dispositivo di gestione e di controllo 10, e la suddetta predeterminata quantità di liquido. Specifically, the control and management means 10 are operatively connected to the weighing device in such a way that the difference between the quantity of liquid discharged into the tank 20 from the tap to be calibrated 3c in a corresponding time can be detected automatically. to the opening time of the reference tap 3a determined by the management and control device 10, and the aforementioned predetermined quantity of liquid.
In particolare, il dispositivo di gestione e di controllo 10 è atto a generare un coefficiente di correzione temporale dell'apertura del rispettivo rubinetto da tarare 3c in funzione di detta differenza per consentire l'erogazione da parte di detto rubinetto da tarare 3c, durante l'utilizzo della macchina riempitrice 1, della suddetta predeterminata quantità di liquido. In particular, the management and control device 10 is able to generate a time correction coefficient for the opening of the respective tap to be calibrated 3c as a function of said difference to allow delivery by said tap to be calibrated 3c, during the use of the filling machine 1, with the aforementioned predetermined quantity of liquid.
Preferibilmente, la macchina riempitrice 1 comprende una pluralità di rubinetti da tarare 3c. Preferably, the filling machine 1 comprises a plurality of cocks 3c to be calibrated.
In particolare, la macchina riempitrice 1 presenta mezzi di posizionamento a comando di ciascun rubinetto da tarare 3c in una posizione di taratura in cui il liquido fuoriuscente dal rubinetto da tarare 3c viene scaricato nella almeno una vaschetta. In particular, the filling machine 1 has means for positioning each tap to be calibrated 3c in a calibration position in which the liquid coming out of the tap to be calibrated 3c is discharged into at least one tank.
Vantaggiosamente, la vaschetta 20 comprende una valvola di scarico 21 del liquido. Advantageously, the tank 20 comprises a liquid discharge valve 21.
Opportunamente, la macchina riempitrice 1 comprende una struttura di supporto 2 per una giostra 4 mobile in rotazione attorno ad un asse verticale 100. Conveniently, the filling machine 1 comprises a support structure 2 for a carousel 4 movable in rotation around a vertical axis 100.
La giostra 4 presenta, in corrispondenza della propria periferia, la pluralità di rubinetti dosatori 3. The carousel 4 has, at its periphery, the plurality of metering taps 3.
La vaschetta 10, e più in generale la stazione di taratura 11, è disposta lungo la traiettoria di movimentazione dei rubinetti dosatori 3 ed, più in particolare, ad una quota inferiore rispetto a quella dei rubinetti dosatori 3. The tank 10, and more generally the calibration station 11, is arranged along the movement trajectory of the metering taps 3 and, more particularly, at a lower level than that of the metering taps 3.
Preferibilmente, il dispositivo di pesatura comprende una cella di carico. Preferably, the weighing device comprises a load cell.
La vaschetta 20 è mobile a comando tra una posizione operativa, in cui è disposta inferiormente alla traiettoria dei rubinetti dosatori 3 durante le operazioni di taratura, ed una posizione inoperativa in cui è disposta lateralmente rispetto alla giostra 4 in modo tale da non interferire con le bottiglie in fase di riempimento durante il normale utilizzo della macchina riempitrice 1. The tank 20 is movable on command between an operative position, in which it is arranged below the trajectory of the metering taps 3 during the calibration operations, and an inoperative position in which it is arranged laterally with respect to the carousel 4 so as not to interfere with the bottles being filled during normal use of the filling machine 1.
La vaschetta 20 è opportunamente supportata da un corpo di supporto 24 fissabile alla struttura di supporto 2 della macchina riempitrice 1. The tray 20 is suitably supported by a support body 24 which can be fixed to the support structure 2 of the filling machine 1.
Per consetire il passaggio della vaschetta 20 tra la posizione operativa e la posizione inoperativa e viceversa, si possono prevedere mezzi di regolazione 22 della posizione della vaschetta 20 rispetto al corpo di supporto 24. To allow the tray 20 to pass between the operative position and the inoperative position and vice versa, means 22 can be provided for adjusting the position of the tray 20 with respect to the support body 24.
Secondo un ulteriore aspetto, il presente trovato si riferisce ad un procedimento per la calibratura di rubinetti dosatori 3 di una macchina riempitrice 1 comprendente: According to a further aspect, the present invention relates to a method for calibrating metering taps 3 of a filling machine 1 comprising:
– una fase di settaggio di un rubinetto di riferimento 3a associato ad un misuratore di portata 3b collegato operativamente ad un dispositivo di gestione e di controllo 10 per determinare il tempo di apertura del rubinetto di riferimento 3a corrispondente all'erogazione di una predeterminata quantità di liquido; - a step for setting a reference cock 3a associated with a flow meter 3b operatively connected to a management and control device 10 to determine the opening time of the reference cock 3a corresponding to the delivery of a predetermined quantity of liquid ;
– una fase di posizionamento di un rubinetto da tarare 3c in corrispondenza di una stazione di taratura 11 comprendente almeno una vaschetta 20 associata ad un dispositivo di pesatura del liquido scaricato nella vaschetta 20, in cui è scaricabile il liquido erogato dal rubinetto da tarare 3c; - a step of positioning a cock 3c to be calibrated at a calibration station 11 comprising at least one tank 20 associated with a weighing device for the liquid discharged into the tank 20, in which the liquid dispensed from the cock to be calibrated 3c can be discharged;
– una fase di apertura del rubinetto da tarare 3c per un tempo corrispondente al tempo di apertura del rubinetto di riferimento 3a determinato dal dispositivo di gestione e di controllo 10 durante la fase di settaggio; - an opening phase of the cock to be calibrated 3c for a time corresponding to the opening time of the reference cock 3a determined by the management and control device 10 during the setting phase;
– una fase di rilevazione, da parte del dispositivo di gestione e di controllo 10, della differenza tra la quantità di liquido scaricato nella vaschetta durante la fase di apertura e la predeterminata quantità di liquido; - a step of detecting, by the management and control device 10, of the difference between the quantity of liquid discharged into the tray during the opening step and the predetermined quantity of liquid;
– una fase di generazione, da parte del dispositivo di gestione e di controllo 10, di un coefficiente di correzione temporale dell'apertura di detto almeno un rubinetto da tarare 3c in funzione della differenza rilevata durante detta fase di rilevazione. - a generation step, by the management and control device 10, of a time correction coefficient for the opening of said at least one tap to be calibrated 3c as a function of the difference detected during said detection step.
Vantaggiosamente, successivamente alla fase di generazione, il procedimento secondo il trovato prevede una fase di azionamento del rubinetto da tarare 3c per un tempo corrispondente al tempo di apertura del rubinetto di riferimento 3a moltiplicato per il coefficiente di correzione temporale ed, eventualmente, una fase di scarico del liquido erogato durante la fase di azionamento nella vaschetta 10. Advantageously, after the generation phase, the method according to the invention provides for an actuation phase of the cock to be calibrated 3c for a time corresponding to the opening time of the reference cock 3a multiplied by the time correction coefficient and, possibly, a phase of discharge of the liquid dispensed during the actuation phase into the tank 10.
In particolare, successivamente alla fase di azionamento è prevista una fase di pesatura di controllo della quantità del liquido scaricato nella vaschetta durante la fase di azionamento e una fase di verifica della corrispondenza tra la quantità di liquido scaricata nella vaschetta durante la fase di pesatura di controllo e la predeterminata quantità di liquido. In particular, after the actuation phase there is a weighing phase to control the quantity of liquid discharged into the tray during the actuation phase and a verification phase of the correspondence between the quantity of liquid discharged into the tray during the control weighing phase. and the predetermined amount of liquid.
Preferibilmente, il procedimento comprende, in successione, una pluralità di singole fasi di apertura del rubinetto da tarare per un tempo corrispondente al tempo di apertura del rubinetto di riferimento 3a, e una pluralità di rispettive fasi di rilevazione da parte del dispositivo di gestione e di controllo, della differenza tra la quantità di liquido scaricato nella vaschetta e la predeterminata quantità di liquido. Preferably, the method comprises, in succession, a plurality of single opening phases of the cock to be calibrated for a time corresponding to the opening time of the reference cock 3a, and a plurality of respective detection phases by the management device and checking the difference between the quantity of liquid discharged into the tank and the predetermined quantity of liquid.
Il dispositivo di gestione e di controllo è atto a determinare il coefficiente di correzione temporale, qualora le singole quantità di liquido rilevate nelle rispettive fasi di rilevazione presentino uno scostamento percentuale una rispetto all'altra entro il limite preimpostabile. The management and control device is able to determine the time correction coefficient, if the individual quantities of liquid detected in the respective detection phases show a percentage deviation from each other within the preset limit.
E' inoltre previsto, durante la suddetta fase di generazione, il calcolo del valore medio delle singole quantità di liquido rilevate. During the aforementioned generation phase, the calculation of the average value of the individual quantities of liquid detected is also provided.
La fase di generazione, da parte del dispositivo di gestione e di controllo 10, del coefficiente di correzione temporale dell'apertura utilizza, in particolare, tale valore medio. The step of generation, by the management and control device 10, of the opening time correction coefficient uses, in particular, this average value.
Qualora la quantità di liquido scaricata nella vaschetta 20 durante la fase di pesatura di controllo si scosti dalla predeterminata quantità di liquido entro una percentuale inferiore ad una percentuale di scostamento accettabile, ad esempio pari allo 0,2% o più preferibilmente pari allo 0,1%, viene prevista una fase di validazione del coefficiente di correzione temporale. Opportunamente, il procedimento prevede una fase di svuotamento di detta vaschetta 20 al superamento di un livello limite. If the quantity of liquid discharged into the tray 20 during the control weighing phase deviates from the predetermined quantity of liquid within a percentage lower than an acceptable deviation percentage, for example equal to 0.2% or more preferably equal to 0.1 %, a validation phase of the time correction coefficient is foreseen. Conveniently, the process provides for a step of emptying said tray 20 when a limit level is exceeded.
Si è in pratica constatato come il trovato raggiunga il compito e gli scopi preposti realizzando una macchina riempitrice 1 e un procedimento per la calibratura di rubinetti dosatori particolarmente pratici e affidabili. In practice it has been found that the invention achieves the intended aim and objects by providing a filling machine 1 and a method for calibrating particularly practical and reliable metering taps.
Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept; moreover, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.
In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica. In practice, the materials employed, so long as they are compatible with the specific use, as well as the contingent shapes and dimensions, may be any according to requirements and to the state of the art.
Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni sono stati apposti al solo scopo di aumentare l'intelligibilità delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull'interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento. Where the features and techniques mentioned in any claim are followed by reference marks, these marks have been affixed for the sole purpose of increasing the intelligibility of the claims and consequently such reference marks have no limiting effect on the interpretation of each element. identified by way of example by these reference signs.
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