установка для наполнения контейнеров веществами, предпочтительно жидкостями

Формула изобретения

1. Установка для наполнения контейнеров веществами, предпочтительно жидкостями, содержащая карусель (4), вращающуюся вокруг первой оси (5); наполнительные головки (9), каждая из которых установлена на карусели (4) и имеет опору (10), на которую устанавливается контейнер (2); раздаточное устройство (11), расположенное на одной прямой с опорой (10) и служащее для направления, по меньшей мере, одного вещества в контейнер (2); средство (12) для взвешивания контейнера (2), соединенное с опорой (10); по меньшей мере, один бак (19), содержащий, по меньшей мере, одно вещество, распределяемое по контейнерам (2); и соединительное средство (20) между баком (19) и раздаточным устройством (11), с помощью которого в раздаточные устройства (11) подаются вещества, содержащиеся в баке (19), отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один бак (19) отсоединен от карусели (4), причем упомянутое соединительное средство (20) содержит, по меньшей мере, один стационарный трубопровод (21), соединенный с упомянутым, по меньшей мере, одним баком (19), и, по меньшей мере, один подвижный трубопровод (24), соединенный с, по меньшей мере, одним раздаточным устройством (11), вращающийся за одно с каруселью (4) вокруг первой оси (5) и соединенный со стационарным трубопроводом (21) посредством гидравлического соединения, при этом упомянутое соединительное средство (20) дополнительно содержит коллектор-распределитель (23), с которым связаны как стационарный трубопровод (21), так и подвижный трубопровод (24), причем подвижный трубопровод (24) соединен с коллектором-распределителем (23) жестко или с возможностью поворота, а стационарный трубопровод (21) соединен с коллектором-распределителем (23) с возможностью поворота или жестко.

2. Установка по п.1, содержащая несколько баков (19), каждый из которых содержит соответствующее вещество, предназначенное для подачи в, по меньшей мере, один из контейнеров (2), при этом соединительное средство (20) служит для соединения каждого бака (19) с, по меньшей мере, одним из раздаточных устройств (11).

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что соединительное средство (20) содержит стационарные трубопроводы (21), каждый из которых проходит между соответствующим баком (19) и коллектором-распределителем (23), и, по меньшей мере, один клапан (30), действующий на, по меньшей мере, одном из стационарных трубопроводов (21) и управляемый между соответствующими положениями, в которых стационарный трубопровод (21) открыт и закрыт.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что содержит коллекторы-распределители (23', 23"), стационарные трубопроводы (21', 21") и подвижные трубопроводы (24', 24"), при этом каждый из коллекторов-распределителей (23', 23") соединен с соответствующим баком (19', 19") посредством одного из стационарных трубопроводов (21', 21") и с, по меньшей мере, одним соответствующим раздаточным устройством (11', 11") посредством одного из подвижных трубопроводов (24', 24").

5. Установка по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что каждое раздаточное устройство (11) выполнено с возможностью переключения между рабочим состоянием, в котором оно направляет, по меньшей мере, одно вещество в контейнер (2), и, по меньшей мере, одним нерабочим состоянием, в котором оно не направляет вещество в контейнер (2), а каждая наполнительная головка (9) содержит устройство управления, соединенное с устройством для взвешивания (12) и управляющее переключением соответствующего раздаточного устройства (11) между рабочим и нерабочим состояниями.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что средство для взвешивания (12) представляет собой динамометр (25), соединенный с опорой (10) таким образом, чтобы измерять силу, вертикально действующую на эту же самую опору (10).

7. Установка по п.6, отличающаяся тем, что динамометр (25) содержит электрический тензометрический датчик (27), первый конец (27а) которого соединен с центральной частью (4а) карусели (4), а второй конец соединен с опорой (10), а также преобразователь, действующий между тензометрическим датчиком (27) и устройством управления.

8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из баков (19) снабжен средствами (19b) для изменения давления в том же самом баке (19).

9. Установка по п.8, отличающаяся тем, что баки (19) имеют герметичные корпуса, а средства для изменения давления (19b) содержат вытяжной вентилятор (19с), действующий внутри бака (19) таким образом, чтобы удалять воздух из корпуса и тем самым уменьшать давление в баке (19).

10. Установка по п.8 или 9, отличающаяся тем, что баки (19) имеют герметичные корпуса, а средства изменения давления (19b) содержат компрессор (19d), действующий внутри бака (19) таким образом, чтобы нагнетать воздух в корпус и тем самым повышать давление в баке (19).

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к установке для наполнения контейнеров веществами, предпочтительно жидкостями.

Известна установка для наполнения контейнеров жидкими веществами, снабженная каруселью, которая несет множество наполнительных головок с раздаточным соплом на каждой из них, из которого заданное количество вещества может быть направлено в соответствующий контейнер, расположенный на подставке. Отдельный контейнер перемещается каруселью от пункта загрузки, на котором его устанавливают на одну из подставок, к пункту выгрузки, где контейнер, наполненный дозируемым веществом, снимается с карусели и транспортируется к следующей стадии производственного цикла.

Вещество, распределяемое по контейнерам, может находиться в баке, установленном непосредственно над каруселью. Это техническое решение позволяет получить компактную установку с приемлемыми габаритными размерами, но сильно ограничивает эксплуатационную гибкость карусели.

Действительно, в контейнеры можно подавать только одно вещество, что на практике означает, что в течение данного производственного периода невозможно использовать единственную карусель для наполнения всех контейнеров более, чем одним веществом, или для наполнения разных контейнеров разными веществами. Кроме того, существуют трудности при очистке раздаточных сопел, которая является особенно важной операцией в случае наполнения скоропортящимися веществами, как, например, пищевыми продуктами. Раздаточные сопла и их подающие системы фактически могут быть промыты только после полного опорожнения бака и его наполнения очищающим раствором.

Для устранения указанных недостатков известные машины оснащают множеством стационарных баков, установленных отдельно от карусели и соединенных трубопроводами с раздаточными соплами. При использовании оборудования этого типа к единственной карусели могут в одно и то же время подаваться разные вещества, и один контейнер может быть наполнен двумя или большим числом разных веществ.

Заданное количество каждого вещества, подлежащего подаче в один контейнер, измеряется временем: раздаточные сопла содержат наполнительные клапаны, которые остаются открытыми для пропуска вещества только в течение заранее определенного интервала времени.

Однако, эти измерения являются не совсем точными и во многом зависят от физических условий, при которых находятся вещества.

Таким образом, незначительные изменения в окружающих условиях могут существенно влиять на массу вещества, выдаваемого в контейнер.

Например, в случае жидкостей температура оказывает заметное влияние на вязкость и, следовательно, на скорость, с которой вещество течет по трубопроводам, соединяющим баки с раздаточными соплами. Измерение времени течения жидкости, когда поток является заметно изменяющимся, следовательно, не может обеспечить точный контроль количества вещества, направляемого в контейнеры.

Технической задачей настоящего изобретения является создание установки, способной намного более точно распределять по контейнерам количества разных веществ.

Данная техническая задача решается за счет того, что согласно изобретению установка для наполнения контейнеров веществами, предпочтительно жидкостями, содержит карусель, вращаемую вокруг первой оси; наполнительные головки, установленные на карусели и снабженные каждая опорой, на которую устанавливают контейнер; раздаточное устройство, расположенное на одной прямой с опорой и служащее для направления, по меньшей мере, одного вещества в контейнер; средство для взвешивания контейнера, соединенное с опорой; по меньшей мере, один бак, содержащий, по меньшей мере, одно вещество, подлежащее распределению в контейнеры; и соединительное средство между баком и раздаточными устройствами, с помощью которого в раздаточные устройства подаются вещества, содержащиеся в баке.

Предпочтительно установка содержит несколько баков, каждый из которых содержит соответствующее вещество, предназначенное для подачи в, по меньшей мере, один из контейнеров, при этом соединительное средство служит для соединения каждого бака с, по меньшей мере, одним из раздаточных устройств.

Предпочтительно каждый бак имеет неподвижное основание, отдельное от карусели.

Предпочтительно соединительное средство содержит, по меньшей мере, один стационарный трубопровод, соединенный с, по меньшей мере, одним из баков, и, по меньшей мере, один подвижный трубопровод, соединенный с, по меньшей мере, одним из раздаточных устройств, вращающийся за одно с каруселью вокруг первой оси и соединенный со стационарным трубопроводом посредством гидравлического соединения.

Предпочтительно соединительное средство дополнительно содержит коллектор-распределитель, с которым соединены как стационарный трубопровод, так и подвижный трубопровод, при этом подвижный трубопровод соединен жестко, а стационарный трубопровод - с возможностью вращения.

Предпочтительно соединительное средство дополнительно содержит коллектор-распределитель, с которым соединены как стационарный трубопровод, так и подвижный трубопровод, при этом стационарный трубопровод соединен жестко, а подвижный трубопровод - с возможностью вращения.

Предпочтительно установка содержит коллекторы-распределители, стационарные трубопроводы и подвижные трубопроводы, при этом каждый из коллекторов-распределителей соединен с соответствующим баком посредством одного из стационарных трубопроводов и с, по меньшей мере, одним соответствующим раздаточным устройством посредством одного из подвижных трубопроводов.

Предпочтительно соединительное средство содержит стационарные трубопроводы, каждый из которых проходит между соответствующим баком и коллектором-распределителем, и, по меньшей мере, один клапан, действующий на, по меньшей мере, одном из стационарных трубопроводов и управляемый между соответствующими положениями, в которых стационарный трубопровод открыт и закрыт.

Предпочтительно каждое раздаточное устройство может быть выполнено с возможностью переключения между рабочим состоянием, в котором оно направляет, по меньшей мере, одно вещество в контейнер, и, по меньшей мере, одним нерабочим состоянием, в котором оно не направляет вещество в контейнер, а каждая наполнительная головка содержит устройство управления, соединенное с устройством для взвешивания и способное управлять переключением соответствующего раздаточного устройства между рабочим и нерабочим состояниями.

Предпочтительно средство для взвешивания содержит динамометр, соединенный с опорой таким образом, чтобы измерять силу, вертикально действующую на эту же самую опору.

Предпочтительно динамометр содержит электрический тензометрический датчик, первый конец которого соединен с центральной частью карусели, а второй конец соединен с опорой, а также преобразователь, действующий между тензометрическим датчиком и устройством управления.

Предпочтительно, по меньшей мере, один из баков снабжен средством для изменения давления в том же самом баке.

Предпочтительно баки имеют герметичные корпуса, а средство изменения давления содержит вытяжной вентилятор, действующий внутри бака таким образом, чтобы удалять воздух из корпуса и тем самым уменьшать давление в баке.

Предпочтительно баки имеют герметичные корпуса, а средство изменения давления содержит компрессор, действующий внутри бака таким образом, чтобы нагнетать воздух в корпус и тем самым повышать давление в баке.

Далее изобретение будет подробно описано в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - вид сбоку первого варианта выполнения установки согласно настоящему изобретению с некоторыми частями, отсутствующими для ясности,

фиг.2 - детальный вид сбоку в разрезе определенных частей установки с фиг.1,

фиг.3 - вид сбоку второго варианта выполнения установки согласно настоящему изобретению с некоторыми частями, отсутствующими для ясности,

фиг.4 - вид сбоку третьего варианта выполнения установки согласно настоящему изобретению с некоторыми частями, отсутствующими для ясности.

На фиг.1 прилагаемых чертежей позицией 1 в целом обозначена установка для наполнения контейнеров 2 веществами, предпочтительно жидкостями.

Установка содержит станину 3, которая поддерживает карусель 4, вращающуюся вокруг по существу вертикальной первой оси 5. Карусель 4 подвешена на валу 6, который с возможностью вращения установлен на станине 3 соосно первой оси 5 и нижний конец 6а которого соединен с диском 7, несущим средство 8, которое само по себе известно и поэтому не описывается далее и посредством которого карусель 4 приводится во вращение.

Кроме того, вал 6 несет множество наполнительных головок 9, расположенных по окружности на карусели с равными угловыми интервалами вокруг первой оси 5. Каждая наполнительная головка 9 содержит опору 10, на которую устанавливают один из контейнеров, а также раздаточное устройство 11, находящееся на одной прямой с опорой 10 и, таким образом, способное направлять, по меньшей мере, одно вещество в горловину 2а контейнера 2, и средство 12, которое соединено с опорой 10 и которым взвешивают контейнер 2.

Каждая опора 10 поддерживается рычагом 13, соединенным со вторым диском 14, установленным на валу 6, и имеет подставку 15, на которую устанавливают один контейнер 2, а сама подставка 15, в свою очередь, имеет стойку 16 с поперечными пальцами 17, которые удерживают контейнер 2.

Раздаточные устройства 11 расположены по периферии круглого третьего диска 18 на одной прямой с вертикальными осями соответствующих подставок 15. Каждое из раздаточных устройств 11, которые являются раздаточными устройствами обычного типа, может быть выполнено с возможностью переключения между рабочим состоянием, в котором оно направляет, по меньшей мере, одно вещество в контейнер 2, и, по меньшей мере, одним нерабочим состоянием, в котором оно не направляет вещество в контейнер 2. Переключение раздаточных устройств между рабочим и нерабочим состояниями происходит в соответствии с весом вещества, направляемого в контейнер, как это будет описано далее, и управляется устройством управления обычного типа (и поэтому не показанным на чертежах), соединенным со средством для взвешивания 12.

Раздаточные устройства 11 снабжаются из, по меньшей мере, одного бака 19, содержащего вещество, распределяемое по контейнерам 2. Бак 19 установлен на неподвижном основании 19а, отдельном от карусели 4, и имеет герметичный корпус со средством 19b, с помощью которого изменяют давление в том же самом корпусе; такое средство состоит из вытяжного вентилятора 19с, действующего внутри бака 19 таким образом, чтобы удалять воздух из замкнутого пространства и тем самым понижать давление, и компрессора 19d, действующего внутри бака 19 таким образом, чтобы нагнетать воздух в это пространство и тем самым повышать давление.

Установка 1 содержит соединительное средство 20 между баком 19 и раздаточными устройствами 11, представляющее собой стационарный трубопровод 21, у которого первый конец 21а соединен с баком 19, а второй конец 21b посредством вращательного соединения 22 соединен с коллектором-распределителем 23 на верхнем конце 4а карусели 4. Коллектор-распределитель 23 обеспечивает гидравлическое соединение между стационарным трубопроводом 21 и множеством подвижных трубопроводов 24, жестко связанных с каруселью 4 и соединенных каждый своим первым концом 24а с соответствующим раздаточным устройством, а вторым концом 24b - с коллектором-распределителем 23.

В альтернативном варианте осуществления изобретения коллектор-распределитель 23 соединительного средства 20 может быть жестко связан со стационарным трубопроводом 21 и вращательно соединен с подвижными трубопроводами 24.

На фиг.2 представлен предпочтительный вариант выполнения средства взвешивания 12, содержащего динамометр 25, который помещен внутри полости 26, образованной в каждом рычаге 13 карусели 4. Динамометр 25 соединен с опорой 10 таким образом, чтобы измерять силу, вертикально действующую на ту же самую опору 10. Конкретнее, динамометр 25 содержит электрический тензометрический датчик 27, у которого первый конец 27а прикреплен к центральной части 4а карусели 4 или фактически к части 13а рычага 13, а второй конец 27b, соединенный с опорой 10, представляет собой контактный элемент 28. Каждая опора 10 имеет стержень 29, проходящий вертикально вниз от подставки 15 и частично занимающий полость 26. Стержень 29 имеет поперечный выступ 29а, напротив которого расположен контактный элемент 28 динамометра; таким образом, опора 10 соединена с рычагом 13 так, что вес контейнера 2 выдерживается вторым концом 27b тензометрического датчика 27. Средство взвешивания 12, кроме того, содержит преобразователь обычного типа (не показан на чертежах), который соединен с тензометрическим датчиком 27 и который может опознавать деформацию датчика, вызванную весом контейнера 2, и передавать соответствующий сигнал к устройству управления.

На фиг.3 показан второй вариант осуществления изобретения, согласно которому установка 1 содержит несколько баков 19, каждый из которых обладает теми же самыми особенностями, что и вышеописанный бак 19 на фиг.1, и содержит соответствующее вещество, подлежащее направлению, по меньшей мере, в один из контейнеров 2.

В этом случае соединительное средство 20 соединяет каждый отдельный бак 19 и, по меньшей мере, одно из раздаточных устройств 11 вышеописанного типа, установленное на карусели 4. В действительности соединительное средство 20 содержит несколько стационарных трубопроводов 21, каждый из которых проложен между соответствующим баком 19 и коллектором-распределителем.

Для того, чтобы все раздаточные устройства 11 могли одновременно снабжаться данным веществом, каждый из стационарных трубопроводов 21 управляется клапаном 30, переключаемым между рядом рабочих положений, соответствующих каждое состоянию, в котором один из стационарных трубопроводов 21 открыт, а все остальные трубопроводы перекрыты.

На фиг.4 показан третий вариант осуществления настоящего изобретения, в котором соединительное средство 20 выполнено таким образом, чтобы допускать одновременную подачу разных веществ в разные раздаточные устройства. В этом примере установка содержит несколько коллекторов-распределителей 23, каждый из которых соединен с отдельным баком 19 и обеспечивает подачу в соответствующую группу раздаточных устройств 11.

В частности, как видно на фиг.4, установка содержит первый бак 19', который содержит первый продукт и с которым соединен первый конец 21а' первого стационарного трубопровода 21'. Второй конец 21b' первого стационарного трубопровода 21' соединен с внутренней стенкой 31а трубчатого корпуса 31, занимающего неподвижное положение и центрированного относительно оси, которая совпадает с первой осью 5. Когда подсоединен этот же второй конец 21b' первого стационарного трубопровода 21', трубчатый корпус 31 образует первый канал 32, посредством которого первый стационарный трубопровод 21' соединяется с первым кольцевым коллектором-распределителем 23', центрированным относительно первой оси 5 и c возможностью вращения прилегающим к наружной стенке 31b корпуса 31. Первый кольцевой коллектор-распределитель 31', в свою очередь, соединен с, по меньшей мере, одним первым раздаточным устройством 11' посредством, по меньшей мере, одного первого подвижного трубопровода 24'.

Установка, показанная на фиг.4, дополнительно содержит второй бак 19'', который содержит второй продукт и с которым соединен первый конец 21а'' второго стационарного трубопровода 21''. Второй конец 21b'' второго стационарного трубопровода 21'' соединен с внутренней стенкой 31а неподвижного трубчатого корпуса 31, и когда подсоединен этот же второй конец 21b'' второго стационарного трубопровода 21'', трубчатый корпус 31 обеспечивает второй канал 33, посредством которого второй стационарный трубопровод 21'' соединяется со вторым кольцевым коллектором-распределителем 23", центрированным относительно первой оси 5 и c возможностью вращения прилегающим к наружной стенке 31b корпуса 31. Второй кольцевой коллектор-распределитель 23'' соединен с, по меньшей мере, одним вторым раздаточным устройством 11'' посредством, по меньшей мере, одного второго подвижного трубопровода 24''.

Далее излагается принцип действия установки, различные варианты выполнения которой описывались преимущественно с конструктивной точки зрения.

Когда на подставке 10 наполнительной головки 9 находится пустой контейнер 2, то вначале соответствующим средством измерения 12 измеряют вес тары. После этого приводят в действие раздаточное устройство 11 и направляют в контейнер 2 вещество, содержащееся в баке 19. Напор потока вещества, подаваемого к раздаточным устройствам 11, можно регулировать, изменяя давление внутри бака 19 с помощью вышеупомянутого средства 19b создания отрицательного или положительного давления. В этой связи можно сослаться на итальянскую патентную заявку ВO98А 000457, согласно которой в случае, если распределяемым по контейнерам 2 веществом является особенно вязкая жидкость, может оказаться полезным повышение давления в баке, таким образом, чтобы вещество быстрее достигало контейнеров 2. И, наоборот, если веществом, распределяемым по контейнерам 2, является легковспенивающаяся жидкость, то может быть полезным поддержание низкого давления в баке и, таким образом, предотвращение выхода струи из раздаточных устройств в соответствующий контейнер с силой, способной вызвать образование значительного количества пены.

Во время наполнения средство взвешивания 12 контролирует вес контейнера 2. В момент, когда это средство замеряет величину, равную весу пустого контейнера плюс заданный вес вещества, выдаваемого в контейнер, соответствующее устройство управления прерывает поток вещества, переводя соответствующее раздаточное устройство в нерабочее положение. Таким образом, порция из заданного количества вещества, поступившего в каждый контейнер 2, оказывается заметно точнее и достовернее.

Когда необходимо будет промыть раздаточные устройства 11 и соответствующие трубопроводы 24 и 21, достаточно будет соединить стационарный трубопровод 21 с источником очищающей жидкости. Таким образом, становится возможной тщательная очистка установки 1 без опорожнения бака 19 с веществом, подлежащим выдаче в контейнеры 2.

В случае использования установки согласно второму варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.3, установка 1 дает возможность выдавать точные количества разных веществ в каждый из отдельных контейнеров 2. В этом случае устройство управления вначале клапаном 30 соединяет раздаточные устройства 11 с баком 19, который содержит первое вещество, распределяемое по контейнерам 2. Когда средство взвешивания 12 покажет, что количество первого вещества, выданного в контейнер, равно заданному количеству, клапан 30 соединит раздаточные устройства 11 с баком 19, который содержит другое вещество, подлежащее дозировке в контейнеры. Таким образом, становится возможным наполнение отдельных контейнеров 2 разными количествами разных веществ, каждое из которых точно соответствует заданному значению.

В случае использования установки согласно третьему варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.4, установка 1 дает возможность распределять разные вещества в разные контейнеры. Первую группу раздаточных устройств 11' можно успешно соединить с первым баком 19', содержащим первое вещество, а вторую группу раздаточных устройств 11'' - со вторым баком 19'', содержащим второе вещество. Устройство взвешивания 12, соединенное с каждой наполнительной головкой, снова обеспечивает подачу правильного количества вещества в каждый контейнер 2. Таким образом, используя единственную карусель, можно наполнять контейнеры разными веществами, и это еще более усиливает эксплуатационную гибкость установки 1.