Válvula de llenado (5) que comprende:

- un cuerpo envolvente (11) hueco que tiene un asiento de válvula (25);

- un vástago de válvula (14) móvil montado de manera deslizante en el cuerpo envolvente (11) y que tiene una superficie de cierre (23), definiendo conjuntamente dicho vástago de válvula (14) móvil y dicho cuerpo envolvente (11) hueco una cámara de líquido (18);

- una entrada de líquido (26) para comunicar dicha cámara de líquido (18) con un conducto de suministro (6) de líquido;

- un primer pistón (29) fijado rígidamente al vástago de válvula (14), montado de manera deslizante en el cuerpo envolvente (11) y que define con respecto al mismo un primer recorrido (S1) entre una posición superior, en la que el primer pistón (29) dispone dicho vástago de válvula (14) en una primera posición totalmente abierta en la que dicha superficie de cierre (23) está separada de dicho asiento de válvula (25), formando de este modo un paso (27) para el líquido, y una posición inferior, en la que el primer pistón (29) dispone dicho vástago de válvula (14) en una segunda posición cerrada en la que dicha superficie de cierre (23) está en contacto de cierre con dicho asiento de válvula (25), cerrando de este modo dicho paso (27),

- un segundo pistón (36) montado de manera deslizante en el cuerpo envolvente (11) y que define con respecto al mismo un segundo recorrido (S2) más corto que dicho primer recorrido entre una posición superior, en la que el segundo pistón (36) permite que el primer pistón (29) alcance su posición superior, y una posición inferior, en la que el segundo pistón (36) bloquea el primer pistón (29) en una posición intermedia en la que el primer pistón (29) dispone dicho vástago de válvula (14) en una tercera posición semi-abierta predeterminada en la que dicha superficie de cierre (23) está separada del asiento de válvula (25) pero más cerca del mismo que en la posición totalmente abierta,

caracterizada porque dicho primer pistón (29) tiene una superficie extrema superior (45) que, en las posiciones superior e intermedia, se apoya en una superficie extrema inferior (46) del segundo pistón (36)

Válvula de llenado con vástago de válvula de tres posiciones.

Campo de la invención

La invención se refiere a una válvula de llenado para llenar un recipiente con un líquido de llenado, tal como una bebida, y a una máquina de llenado que incluye una válvula de llenado de este tipo.

Antecedentes de la invención

Aunque no se limita a este campo técnico específico, la invención se refiere al campo del embotellado de bebidas, en el que existe una necesidad constante de obtener unas condiciones de llenado lo más asépticas posible, a efectos de minimizar la contaminación del líquido por agentes externos. La asepsia puede constituir un factor determinante, por ejemplo, en el caso del embotellado de leche y, especialmente, en el embotellado de leche cruda.

El diseño de las máquinas de llenado debe encontrar siempre un compromiso entre ritmo de producción y asepsia.

Por un lado, el ritmo de producción requiere que el líquido se suministre con un caudal máximo al recipiente.

Por ejemplo, el documento EP 1 310 454 da a conocer una unidad de válvula que comprende un cuerpo hueco en el que está montado un tapón de manera deslizante y unos medios de guía para el tapón, estando conformado un paso para el líquido en el cuerpo hueco. El tapón de la válvula es integral con un pistón asociado a una cámara de presurización. La introducción de aire comprimido a una presión suficiente en la cámara de presurización eleva el pistón para disponer el tapón en estado abierto, permitiendo de este modo el suministro del líquido de llenado al recipiente. En una estructura de este tipo, el caudal de líquido depende de la elevación del pistón durante la operación de llenado.

En teoría, a efectos de aumentar al máximo el caudal, el pistón deberá elevarse hasta la máxima altura.

No obstante, por otro lado, la asepsia requiere que el entorno del recipiente sea lo más limpio posible. De manera específica, deberían reducirse al máximo las salpicaduras y los derrames, ya que cualquier gota de líquido en la máquina podría convertirse en un sustrato para el desarrollo bacteriano. Por este motivo, en la medida de lo posible, el líquido de llenado debe suministrarse con gran precisión al recipiente.

En el documento EP 1 310 454, el tapón de la válvula tiene una punta con una parte extrema cónica que tiene una forma ojival para guiar el líquido hacia la boca del recipiente. Asimismo, unas aletas radiales están dispuestas en el tapón de la válvula a efectos de estabilizar el líquido y evitar un movimiento de torsión del mismo.

Aunque el fluido se suministra al recipiente en un flujo laminar, aparecen turbulencias cuando el nivel de líquido alcanza la parte superior convergente del recipiente, cerca de su cuello. A efectos de evitar derrames, una primera solución habitual consiste en limitar el caudal de líquido para minimizar las turbulencias en el recipiente. El principal inconveniente de este tipo de solución consiste en que, de manera incuestionable, el ritmo de producción se ve afectado. Una segunda solución consiste en detener el llenado cuando el nivel de líquido está a una distancia suficiente del cuello. Esta solución presenta dos inconvenientes principales. En primer lugar, es necesario que el recipiente esté sobredimensionado, lo que consume material. En segundo lugar, en el recipiente llenado existe un volumen de aire importante en la parte superior, lo que provoca que el consumidor crea que el recipiente no está suficientemente lleno y, por lo tanto, cambie de proveedor. Por este motivo, con frecuencia, resulta preferible la primera solución, a pesar de los inconvenientes relacionados con el ritmo de producción.

El documento EP 0 770 574 A da a conocer una válvula de llenado según el preámbulo de la reivindicación 1.

Resumen de la invención

Un objetivo de la invención es dar a conocer una válvula de llenado que supera los inconvenientes de las válvulas de llenado existentes mencionados anteriormente.

La válvula de llenado propuesta está definida en la reivindicación 1.

El funcionamiento de esta válvula conduce a un método para llenar un recipiente con un líquido, que incluye las etapas de:

- introducir en el recipiente un primer volumen predeterminado de líquido con un primer caudal predeterminado,

- introducir en el recipiente un segundo volumen predeterminado de líquido con un segundo caudal predeterminado inferior al primer caudal.

De acuerdo con ello, en una primera fase, el líquido se suministra al recipiente con un caudal elevado. En una segunda fase, (en la práctica, tan pronto como el nivel de líquido del recipiente ha alcanzado la parte convergente cercana al cuello) el líquido se suministra con un caudal inferior. Esto permite aumentar al máximo el ritmo de producción, evitando al mismo tiempo los derrames.

Los objetivos y ventajas anteriores, así como otros objetivos y ventajas de la invención, resultarán evidentes a partir de la descripción detallada de las realizaciones preferidas, interpretada en combinación con los dibujos que se acompañan.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista parcial en alzado, en sección, de una máquina de llenado equipada con una válvula de llenado según la invención, mostrada en posición cerrada;

la figura 2 es una vista en alzado, en sección, que muestra la válvula de llenado de la figura 1, en posición totalmente abierta;

la figura 3 es una vista en alzado, en sección, que muestra la válvula de llenado de la figura 1, en posición semi-abierta.

Descripción de una realización preferida

Haciendo referencia en este caso a las figuras, se muestra de manera parcial una máquina de llenado 1 para llenar recipientes 2 con un líquido de llenado no presurizado (sin gas), tal como zumo, leche, té o similares.

La máquina de llenado 1 incluye:

- un depósito de almacenamiento (no mostrado) en el que el líquido se mantiene a un nivel sustancialmente constante,

- un carrusel giratorio que tiene una placa 3 dotada de una pluralidad de dispositivos 4 de soporte de recipientes periféricos (mostrándose uno de los mismos de manera parcial en las figuras),

- una pluralidad de válvulas de llenado 5 correspondientes,

- una pluralidad de conductos de suministro 6 de líquido radiales para comunicar el depósito de almacenamiento y cada válvula de llenado 5 a través de un caudalímetro 7.

El dispositivo 4 de soporte de recipientes incluye un brazo de soporte 8, estando ahorquillado un extremo radial 9 del mismo para cooperar con el cuello 10 de una botella 2, que queda soportada de este modo en su posición para ser llenada a través de la válvula de llenado 5 correspondiente.

La válvula de llenado 5 comprende un cuerpo envolvente 11 hueco cilíndrico que tiene un orificio interior 12 conformado alrededor de un eje principal vertical X y que se abre para formar una abertura 13 en su extremo inferior, y un vástago de válvula 14 móvil montado de manera deslizante en el cuerpo envolvente 11, a lo largo del eje principal X.

El cuerpo envolvente 11 comprende dos niveles huecos superpuestos, es decir, un cuerpo hueco 15, en el que está conformado el orificio 12, y una cabeza hueca 16, montada sobre el cuerpo hueco 15 y fijada de manera amovible al mismo mediante una sujeción anular 17.

El vástago de válvula 14 y el cuerpo hueco 15 definen conjuntamente una cámara de líquido 18 conformada entre la periferia exterior del vástago de válvula 14 y la periferia interior del orificio 12.

Tal como puede observarse en las figuras, el vástago de válvula 14 tiene forma de concha y tiene una parte 19 inferior cónica que tiene una punta 20 afilada anti-goteo. La parte 19 inferior cónica también tiene una pluralidad de aletas radiales 21 en cooperación con la periferia interior del orificio 12, a efectos de evitar cualquier movimiento de torsión del líquido de llenado durante las operaciones de llenado.

El vástago de válvula 14 tiene una parte 22 ampliada radialmente superior que define una superficie de cierre 23 de contacto anular conformada por un elemento de cierre 24 que se apoya, de manera estanca a líquidos, contra un asiento de válvula 25 cónico correspondiente conformado en el cuerpo hueco 15, en la posición cerrada del vástago de válvula 14 (mostrada en la figura 1).

La válvula 5 comprende además una entrada de líquido 26 conformada...

1. Válvula de llenado (5) que comprende: