ES2985963B2 - Dispositivo llenador de líquidos con aportación de nitrógeno y/o ácido carbónico, con control automático y conexión a sistema de limpieza - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo llenador de líquidos con aportación de nitrógeno y/o ácido carbónico, con control automático y conexión a sistema de limpieza

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un dispositivo llenador de líquidos, preferentemente vinos a los que es posible, en virtud de la estructuración propia de la máquina, aportar nitrógeno o carbónico, siendo la llenadora del tipo de las que se basan en un funcionamiento rotativo aplicado por motores a través de elementos mecánicos, como sistemas de transmisión sinfín y estrella por medio de engranaje, soportes o palieres, con rodamientos y engrase centralizado, así como con una mecánica sólida sencilla, todo lo cual permite un mínimo control de mantenimiento.

El dispositivo llenador propone asimismo que los actuadores, además de poder ser manuales o levas mecánicas, puedan ser neumáticas accionados desde un control central. Además, el dispositivo puede alternativamente conectarse a un sistema de limpieza (denominado comúnmente CIP por sus siglas en inglés: Clean In Place) en lugar de conectarse al depósito de recuperación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se conocen en el estado de la técnica diversas máquinas llenadoras de botellas con líquidos de diversa índole, desde los clásicos aceites a los vinos, etc. En general este tipo de máquinas incluyen una ménsula giratoria prevista sobre un depósito contenedor del líquido de llenado, el cual cuenta en su fondo con orificios donde van acoplados caños mediante los que se realiza el llenado propiamente dicho, al alojar los mismos en el cuello de la botella y desplazar a ésta en sentido ascendente y de forma vertical para llevar a cabo la apertura del difusor con que cuenta el caño y permitir la caída por gravedad del propio líquido.

En determinados casos los líquidos requieren el aporte de nitrógeno (por ejemplo, el vino de Jerez) o anhidrido carbónico (por ejemplo, para obtener sucedáneos de vinos de aguja). Cuando se utiliza el nitrógeno, el objetivo es que el gas proteja al líquido para que no se oxide y, para ello, el nitrógeno se sitúa encima del vino, o líquido similar, y lo aísla del ambiente, o de cualquier polución. En el caso de utilizar anhidrido carbónico, el objetivo es saturar el líquido con dicho gas, para que, al ser servido, se produzca la emisión de las típicas burbujas de los vinos de aguja, o similares.

Las máquinas que se conocen para llevar a cabo el llenado de este tipo de líquidos o vinos, y además aportarles carbónico o nitrógeno, son enormemente sofisticadas, por lo que resultan costosas de fabricar, que unido a la complejidad de los numerosos componentes que intervienen, que originan innumerables anomalías de funcionamiento, con paradas y, en definitiva, con un bajo rendimiento, hace que las empresas dedicadas al llenado estén constantemente investigando la forma más eficaz y económica posible para conseguir el llenado.

Estos sistemas precisan de limpiezas periódicas que eliminen los posos de producto y aseguren que el proceso no presente fuentes de contaminación.

La patente española con número de publicación ES2052416, titularidad de este mismo solicitante, se refiere a una llenadora de vinos con aportación de nitrógeno o carbónico. Sin embargo, ésta presenta algunos inconvenientes en lo relativo a los procesos de limpieza como por ejemplo el hecho de que la limpieza por aspersión se acciona manualmente, por lo que no se pueden optimizar tiempos de limpieza. Asimismo, la conmutación entre aspiración a cuba o salida al exterior mediante leva no permite optimizar el proceso de forma sencilla ni variarlo en función del producto o el tamaño de botella sin realizar modificaciones costosas y engorrosas.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la invención consiste en un dispositivo llenador de líquidos con aportación de nitrógeno y/o ácido carbónico, con control automático y conexión a sistema de limpieza. El dispositivo comprende una cuba o depósito sustentada por columnas y montada sobre una corona dentada con rodamiento axial, que transmite y soporta la rotación de la máquina llenadora.

La cuba incluye un núcleo central para la llegada del líquido y vacío, con un distribuidor de ciclo incorporado, estando dotada de dos cámaras independientes, en la inferior de las cuales se encuentra el líquido bajo atmósfera de nitrógeno, mientras que en la superior se aplica una presión de vacío. Estas dos cámaras están conectadas al núcleo central permitiendo el paso del líquido y el vacío por las cámaras de la cuba.

La entrada del líquido al depósito, o cuba propiamente dicha, se realiza a través de una conducción central, en la que se dispone de una válvula para forzar al líquido a pasar por los elementos de limpieza o, alternativamente entrar hasta el fondo de la cuba, a la que es susceptible de acceder un conducto auxiliar como inyector de anhídrido carbónico cuando se pretende aportar este gas al líquido o vino para que, en su recorrido a lo largo del tubo de entrada, se mezcle con éste hasta alcanzar el propio depósito. Por su parte, cuando se trata de aportar nitrógeno, es decir, gas inerte, entonces éste se introducirá directamente al depósito o cuba, sin necesidad de que se mezcle con el líquido, quedando por encima de éste en el interior de esa cuba.

El llenado se realiza, como ya se ha dicho con anterioridad, a través de un caño previsto y emergente inferiormente del fondo del depósito, caño que se continúa en un tubo concéntrico que discurre verticalmente atravesando ambas cámaras, y que se remata en una válvula conectada a un actuador que puede ser neumático o manual y que, en una posición determinada, permite la comunicación de ese tubo concéntrico con la cámara de vacío, mientras que, en otra posición, dicho tubo concéntrico se comunica con la atmósfera para que, en el primer caso, se consiga recuperar el líquido sobrante una vez llena la botella y en el segundo caso se consiga evacuar el aire a medida que se va llenando la botella.

Es de destacar el hecho de que el llenado se realiza por simple gravedad, saliendo el aire de la botella hacia la atmósfera, a través del conducto concéntrico, en virtud de que durante la fase de llenado la válvula superior de vacío se encuentra cerrada, mientras que, cuando finaliza ese llenado de la botella a través de tal válvula, se consigue comunicar la botella con la cámara de vacío, haciendo el nivel de llenado, para que el líquido sobrante pase a la cámara de vacío y, de esta a una conducción en T gobernada por dos válvulas. Cerrando una de dichas válvulas, que conecta la conducción a la limpieza, el líquido sobrante se conduce hasta un depósito independiente de reciclaje o recuperación, todo ello en un funcionamiento sincronizado de los distintos componentes o elementos en sus movimientos que puede controlarse mecánicamente o mediante un control externo.

La llenadora se complementa finalmente con un sistema de limpieza y esterilización por aspersión, activado por un actuador superior que puede ser neumático, en todas las partes de la cuba y caños. Alternando la apertura de las electroválvulas de la conducción en T, permite la conexión del sistema de limpieza a la cámara de vacío y conducto concéntrico del tubo de llenado y asegura que el sistema de limpieza se independice del depósito de recuperación de líquido sobrante.

También es conveniente resaltar el hecho de que tanto la cámara de líquido con nitrógeno como la cámara de vacío son independientes y estancas entre sí.

Las ventajas de este dispositivo pueden resumirse en los siguientes puntos:

- Control del proceso mediante válvulas electroneumáticas para activar/desactivar limpieza por aspersión

- Control en la conducción del aire aspirado/con producto mediante accionamiento electroneumático para cada caño.

-Control de válvulas en el colector de aspiración para enviar el producto a recuperación o realizar limpieza de la cuba conectando a un CIP en modo automático.

-Posibilidad de conectar el sistema en automático a un CIP para realizar limpieza tanto en circuito abierto como en circuito cerrado.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción un juego de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una representación de la llenadora, según una sección por un plano vertical de la misma, y en las partes correspondientes a la cuba o depósito con las dos cámaras, los tubos de entrada, así como el caño, conducto concéntrico de evacuación de aire y recuperación del líquido sobrante, esquema de la conducción en T que conecta dichas zonas al sistema de limpieza o al depósito de recuperación y la correspondiente válvula de vacío acoplada en el extremo superior de este.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Seguidamente se proporciona, con ayuda de las figuras anteriormente referidas, una explicación detallada de un ejemplo de realización preferente del objeto de la presente invención.

El dispositivo llenador de líquidos con aportación de nitrógeno y/o ácido carbónico, con control automático y conexión a sistema de limpieza que se describe incluye un depósito o cuba (1) en el que se determinan dos cámaras, una cámara de llenado (2) destinada a contener el líquido de llenado, y una cámara de vacío (3). La cuba (1) va montada sobre una columna (4) e incorpora en su fondo una pluralidad de orificios sobre los que montan unos respectivos caños (5) de llenado, destinados a alojarse parcialmente en el cuello de las botellas a llenar.

Las botellas, merced a un desplazamiento vertical y ascendente, desplazan un dispositivo retráctil con que cuentan esos caños (5), que en su extremo inferior están dotados de un difusor (6) a través del cual se realizará el llenado de las botellas por introducción del líquido por simple gravedad desde la cámara de llenado (2). El caño (5) se prolonga en un tubo concéntrico (7) proyectado verticalmente hacia arriba y que es pasante a través de la propia cámara de llenado (2) del líquido y a través de la cámara de vacío (3), rematándose superiormente en una válvula de vacío (8).

La válvula de vacío (8) es actuada sincronizadamente, mecánicamente o mediante un control, con el resto de movimientos del dispositivo, de manera que, durante la fase de llenado el tubo concéntrico (7) se comunica directamente, a través de unos orificios laterales (9) con la atmósfera, permitiendo así la evacuación del aire contenido en la botella, y ello como consecuencia de que un pivote superior (10) está conectado a un electroneumático (11). Cuando se ha finalizado la operación de llenado, entonces por los movimientos sincronizados de la máquina, el actuador (11) conmuta su posición, modificando la posición del pivote (10) y la válvula (8) actúa de manera que pone en comunicación el tubo concéntrico (7) con la cámara de vacío (3), ya que el actuador (11) eleva la parte móvil e interna de la válvula (8) a la que se conecta mediante el elemento (10), siendo esa parte interna el elemento (13) que es el que previamente tenía obturando los orificios (14) que comunicaban con la cámara de vacío (3).

Al desplazarse en sentido ascendente ese elemento (13), deja libres los orificios (14) comunicando así con esa cámara de vacío, permitiendo recuperar, por succionado, el líquido sobrante que accederá, a través de unos conductos (15) hacia una salida o elemento de recuperación (16), conectado a una T (22), que presenta una primera válvula (23) y una segunda válvula (24) que pueden ser automáticas o manuales.

Al cerrar la primera válvula (23), la cámara de vacío (3) queda conectada por una tercera válvula (25) y una conducción (26) a la bomba de vacío y al depósito de recuperación para, a su vez, poder ser reciclado de nuevo hacia la cámara de llenado (2) a través de, por ejemplo, el tubo de entrada general (17), al que accede un pequeño conducto (18) que unas veces se introducirá, a través de una boquilla (19) o bien discurrirá externamente al propio tubo de entrada general (17), según un conducto lateral (20) que accede directamente al interior de la cámara de llenado (2).

En el primer caso, se produce la entrada de anhídrido carbónico para que éste se mezcle con el líquido, mientras que en el segundo caso se utilizará para la aportación de nitrógeno, el cual deberá quedar por encima del nivel del líquido contenido en la cámara de llenado (2).

De acuerdo con la estructuración y comentarios referidos, el funcionamiento de la máquina es como sigue: En primer lugar, se tiene que el líquido destinado a llenar las botellas o recipientes similares es introducido por el tubo de entrada general (17) hasta el fondo de la cámara de llenado (2), cuando el actuador electroneumático (12) no se encuentre en la posición de limpieza. Una vez establecido el nivel correspondiente, se procede al llenado de las botellas introduciendo, como ya se ha dicho, el cuello de éstas en el caño (5), empujando a éste hacia arriba y permitiendo que el difusor (6) permita la entrada, por simple gravedad, del líquido contenido en la cámara de llenado (2) a la respectiva botella.

Así en la fase de llenado la válvula (8) está cerrando la comunicación con la cámara de vacío (3) y permitiendo la evacuación del aire a la atmósfera, mientras que, cuando se ha realizado el llenado, se producirá la actuación sobre la válvula (8) haciendo que se comunique la salida (14) del tubo concéntrico (7) con la cámara de vacío (3), absorbiendo el líquido sobrante que accederá lógicamente a esa cámara de vacío (3) y a través de los conductos (15) alcanzará la salida (16), conectada a la T (22), con la primera (23) y la segunda (25) válvulas, que pueden ser automáticas o manuales.

Al cerrar la primera válvula (23), la cámara (3) queda conectada por la segunda válvula (25) y la conducción (26) a la bomba de vacío y al depósito de recuperación para, a su vez, para llevarlo a otro depósito o ser reciclado de nuevo a la cámara de llenado (2).

Finalmente se desea mencionar que dispositivo llenador de líquidos se complementa con un dispositivo de limpieza y esterilización basado en una alcachofa de absorción (21) que, mediante el actuador electroneumático (12), puede forzar al líquido de la entrada a pasar por él, de modo que, por aspersión, llevará a cabo la limpieza de todas las partes de la cámara de llenado (2), incluida la cámara de vacío (3) y demás elementos que intervienen en el llenado correspondiente.

No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan. Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento.

Los términos en que se ha redactado esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo llenador de líquidos con aportación de nitrógeno y/o ácido carbónico, con control automático y conexión a sistema de limpieza, siendo del tipo de los que comprenden una cuba (1) contenedora del líquido de llenado, previsto en una ménsula giratoria y cuyo fondo presenta unos orificios, en los que van acoplados unos caños de llenado (5), de los que emergen concéntricamente, en cada caso, un tubo de succionado del aire (7) durante la fase de llenado y del líquido sobrante, rematándose ese tubo en una válvula superior (8); donde la válvula superior (8) es accionada por un actuador electroneumático (11); y donde la cuba (1) comprende una cámara de llenado (2) destinada a contener el líquido de llenado, y una cámara de vacío (3), situada superiormente a la cámara de llenado (2) y con el tubo concéntrico de succionado (7) para permitir, en una posición determinada de una válvula de vacío (10), comunicar el tubo de succionado (7) con la propia cámara de vacío (3) y permitir la absorción del líquido sobrante que, a través de conductos (15) es recogido en un colector común (16);

estando el dispositivo caracterizado por que el colector común (16) está conectado a un tubo en T (22) que permite conducirlo, a través de una tercera válvula (25), cuando está abierta y una primera válvula (23) cerrada, por una conducción (26), hasta un depósito de recuperación.

2. Dispositivo llenador de acuerdo con la reivindicación 1 con la particularidad de que un tubo central (17) de llenado del depósito o cámara (2) es susceptible de encontrarse en comunicación con un conducto (18) de entrada de gas carbónico, a través de una boquilla (19) introducida en el tubo central (17) para llevar a cabo la mezcla de ese gas carbónico con el líquido que se introduce, habiéndose previsto que ese conducto (18) sea susceptible de discurrir externa y colateralmente al tubo central (17), accediendo directamente al interior de la cámara de llenado (2) para aportación de nitrógeno al líquido contenido.

3. Dispositivo llenador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la válvula superior (8) presenta unos orificios laterales (9) en comunicación con la atmósfera, durante la posición de llenado de la botella, mientras que el tubo concéntrico de succionado, en proximidad a esa válvula superior (8) presenta unos orificios laterales (14) obturados por un elemento concéntrico (13) en esa fase de llenado y en comunicación con la cámara de vacío (3), tras el correspondiente desplazamiento vertical ascendente de ese elemento concéntrico (13), una vez llenada la botella.

4. Dispositivo llenador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que con un dispositivo de limpieza y esterilización basado en una alcachofa de absorción (21) que, mediante el actuador electroneumático (12), puede forzar al líquido de la entrada a pasar por él.