DESCRIPCIÓN

Campo de la invención

La invención se refiere a una máquina para llenar sacos con un producto granular que comprende una estación de llenado, unos medios de accionamiento, y un dispositivo de apoyo de sacos que forma una unidad, dispuesto por debajo de dicha estación de llenado para apoyar, durante el funcionamiento, la base del saco que se encuentra en dicha estación de llenado para recibir dicho producto granular, y comprendiendo dicho dispositivo de apoyo una superficie de apoyo, un eje de basculación, en el que está montada dicha superficie de apoyo, y un primer extremo, y un segundo extremo, estando dicha superficie de apoyo, dicho eje de basculación y dichos medios de accionamiento funcionalmente asociados entre sí de manera que dicha superficie de apoyo puede bascular de forma alternativa alrededor de dicho eje de basculación a través de dichos medios de accionamiento. Además, la invención se refiere también a un procedimiento para llenar sacos con un producto granular que comprende las etapas siguientes: disponer un saco sobre una superficie de apoyo de un dispositivo de apoyo, quedando dicho saco dispuesto debajo de una estación de llenado de sacos para recibir dicho producto granular, llenar dicho saco con dicho producto granular.

Estado de la técnica

En la industria del ensacado de productos granulares se busca constantemente un incremento de velocidad en el ensacado para reducir los costes de producción.

En la invención, se entiende como producto granular, un producto cuyo tamaño de grano es mayor a 50 mieras. Por otra parte, en la invención, se entiende como máquina de alta producción o de alta velocidad una máquina cuya producción horaria es superior a 1800 sacos/hora.

Una de las limitaciones importantes al incrementar la velocidad de ensacado reside en la acumulación de aire dentro del saco durante el llenado. Esto supone un problema importante en la calidad de ensacado, ya que si se acumula aire dentro del saco se debe usar un saco de mayor tamaño que no queda completamente lleno. Además, una vez lleno, se deforma fácilmente y adopta formas irregulares, lo que dificulta su paletización.

Para evitar este problema, es conocido el uso de una máquina que presenta una estación de llenado fija y una superficie de apoyo móvil, dispuesta debajo de la estación de llenado, en la que se apoya la base del saco durante el llenado. Esta superficie de apoyo puede subir y bajar en dirección vertical. Durante el llenado el saco se sacude gracias a subir y bajar el fondo. El consumo energético de esta solución es importante. Por otra parte, es fácil que la parte superior del saco se deforme y por lo tanto que no se llene de forma óptima desde un punto de vista geométrico. Esto dificulta nuevamente la paletización. El documento ES 2388510 A1 divulga otra solución para evitar la acumulación de aire durante el llenado del saco. Este documento prevé que en la estación de llenado la cinta transportadora sobre la que se apoya el saco durante el llenado esté montada basculante de forma alternativa alrededor de un eje de giro. Una vez que se ha terminado el proceso de llenado, es decir cuando el saco está lleno, la cinta transportadora golpea la base del saco para compactar el producto granulado y uniformizar la forma del saco. En este caso, la forma final del saco es más regular y se facilita la paletización de los sacos llenos. Sin embargo, este procedimiento no permite llenar sacos a elevadas velocidades de producción. Sumario de la invención

La invención tiene como finalidad proporcionar una máquina para llenar sacos con un producto granular del tipo indicado al principio, que permita llenar los sacos a elevadas velocidades de llenado. No obstante, y a pesar de la elevada velocidad, la máquina debe presentar un consumo energético reducido y lograr que los sacos una vez llenos y cerrados sean fácilmente paletizables. Esta finalidad se consigue mediante una máquina para llenar sacos con un producto granular del tipo indicado al principio, caracterizada por que dichos medios de accionamiento comprenden un motor y unos medios de control, controlando dichos medios de control la posición angular de dicho motor para permitir que dicha superficie de apoyo bascule de forma alternativa y con amplitud variable entre unas posiciones cualesquiera de entre: una posición superior de dicho primer extremo e inferior de dicho segundo extremo y una posición inferior de dicho primer extremo y superior de dicho segundo extremo, para mover la base del saco que, en funcionamiento durante el llenado, se encuentra en dicha estación de llenado. En el estado de la técnica, la amplitud de basculación es constante, lo cual lleva a que la superficie de apoyo realice una parte de su recorrido de forma totalmente ineficiente. En cambio, en la máquina según la invención, la amplitud de basculación se adapta al procedimiento de llenado. En otras palabras, al realizar sólo el recorrido óptimo, se puede aumentar considerablemente la frecuencia de golpeteo de la superficie de apoyo en la que están apoyados los sacos, ya que el recorrido de basculación se puede adaptar mejor al procedimiento de llenado. Cuando la superficie de apoyo bascula rápidamente, golpetea la base de los sacos apoyados en ella, de manera que se elimina el aire de los sacos de forma mucho más rápida. De este modo, se compacta mucho más rápido el material granular contenido en los sacos y se pueden llenar más rápidamente, reduciendo así el coste de producción.

Además, la invención abarca una serie de características preferentes que son objeto de las reivindicaciones dependientes y cuya utilidad se pondrá de relieve más adelante en la descripción detallada de una forma de realización de la invención. En una forma de realización preferente, dicho motor es un servomotor, lo que facilita el posicionamiento de dicha superficie de apoyo con mayor precisión. Preferentemente, dichos medios de accionamiento comprenden además un mecanismo biela-manivela que está funcionalmente conectado a dicho dispositivo de apoyo y a dicho motor para transmitir el movimiento de dicho motor a dicho dispositivo de apoyo. Esto permite realizar la basculación de la superficie de apoyo de forma sencilla y robusta.

Preferentemente, dicho dispositivo de apoyo presenta un saliente transversal a la dirección de avance de los sacos que sobresale de dicho primer extremo y que está alejado y aguas arriba de dicha estación de llenado en la dirección de avance de dichos sacos, de manera que, en funcionamiento, estando dicho saco listo para ser llenado, antes de que se empiece a llenar dicho saco, dicho saliente retiene la base de dicho saco alejada de dicha estación de llenado. Gracias a este elemento, cuando el saco ya está colocado en la embocadura de la estación de llenado y antes de empezar a llenarlo, su base queda apoyada o retenida en este saliente. Esto provoca que el saco forme un ángulo respecto a la dirección vertical. De esta forma, el saco todavía vacío no está en posición sustancialmente vertical apoyado levemente sobre la superficie de apoyo. Con ello se evita el efecto de que, en algunos casos, se formen unas arrugas preliminares en el fondo del saco. Estas arrugas, una vez que empieza el llenado, dificultan la obtención de un saco de forma o geometría regular. Como consecuencia de esta geometría irregular empeora la paletización del saco.

En una forma de realización que pretende mejorar la orientación de los sacos durante el transporte de estación a estación dicho dispositivo de apoyo es una cinta transportadora. Los sacos se trasladan de estación a estación sujetos por la boca, pero gracias a la cinta transportadora inferior se evita que puedan volcar debido a una posición de apoyo de la base poco precisa.

Preferentemente, dicha máquina además comprende una estación de soldadura de sacos y una estación de enfriamiento de sacos dispuestas encima de dicho dispositivo de apoyo y aguas abajo de dicha estación de llenado en la dirección de avance de los sacos, extendiéndose dicha superficie de apoyo entre dichas estaciones de llenado, soldadura y enfriamiento de manera que cada uno de dichos sacos queda apoyado, formando dicha superficie de apoyo una unidad apta para bascular de forma alternativa alrededor de dicho eje de basculación a través de dichos medios de accionamiento. En esta configuración, los sacos ya llenos de la estación de soldadura y de enfriamiento equilibran el movimiento de la superficie de apoyo que golpetea la base del saco que se está llenando. Debido a ello, se reduce el consumo eléctrico del conjunto. Además, esto permite hacer una basculación muy rápida, lo cual facilita que se pueda incrementar la velocidad de llenado sin que el fondo del saco se arrugue. Por otra parte, la basculación tiene lugar durante la operación de llenado del saco que se encuentra en la estación de llenado. De esta forma se reduce la velocidad de ciclo sin perder la capacidad de lograr una forma de saco fácilmente paletizable.

Preferentemente, dicho primer extremo está dispuesto aguas arriba de dicha estación de llenado en la dirección de avance de los sacos y dicho segundo extremo está dispuesto aguas abajo de dicha estación de llenado en la dirección de avance de los sacos, lo que permite equilibrar la superficie de apoyo de manera más efectiva.

En otra forma de realización, dicha estación de soldadura y dicha estación de enfriamiento están dispuestas a la misma distancia de dicho eje de basculación. Con ello se optimiza el equilibrado del dispositivo de apoyo cuando el saco pendiente de llenar está vacío.

En otra forma de realización que tiene por objetivo mejorar y acelerar el sellado del saco, en la estación de enfriamiento están previstos unos medios de accionamiento de gas dispuestos para, durante el funcionamiento, insuflar gas de enfriamiento en la zona correspondiente a los puntos de soldadura del saco.

La invención también se refiere a un procedimiento para llenar sacos con un producto granular del tipo indicado al principio que está caracterizado por además comprende las siguientes etapas: hacer bascular, mediante unos medios de accionamiento que comprenden un motor y unos medios de control, dicha superficie de apoyo de forma alternativa alrededor de un eje de basculación durante dicha etapa de llenado, y controlar la posición angular de dicho motor mediante dichos medios de control para que dicha superficie de apoyo bascule de forma alternativa y con una amplitud variable entre unas posiciones cualesquiera de entre una posición superior de dicho primer extremo e inferior de dicho segundo extremo y una posición inferior de dicho primer extremo y superior de dicho segundo extremo, para mover la base de dicho saco. Este procedimiento permite aumentar considerablemente la frecuencia de golpeteo de la superficie de apoyo en la que están apoyados los sacos, ya que el recorrido de basculación se puede adaptar mejor al procedimiento de llenado. Asimismo, como se ha comentado con anterioridad, cuando la superficie de apoyo bascula rápidamente, golpetea la base de los sacos apoyados en ella, de manera que se elimina el aire de los sacos de forma mucho más rápido, lo que conlleva a que el material granular contenido en los sacos se compacte mucho más rápido. Esto permite llenar los sacos más rápidamente, reduciendo así el coste de producción.

En una forma de realización preferente, dicha superficie de apoyo bascula de forma alternativa y con una amplitud variable entre unas posiciones cualesquiera de entre una posición superior en la que dicho primer extremo y dicho segundo extremo están a la misma altura y una posición inferior de dicho primer extremo y superior de dicho segundo extremo, lo que permite realizar el golpeteo en el saco que se está llenando.

Preferentemente, dicho procedimiento además comprende una etapa de soldadura y una etapa de enfriamiento de sacos correspondientes, durante las cuales cada uno de los sacos, que se encuentra en cada una de dichas etapas, está apoyado por su base sobre dicha superficie de apoyo de dicho dispositivo de apoyo de sacos que forma una unidad, basculando dicha superficie de apoyo de manera alternativa alrededor de dicho eje de basculación a través de dichos medios de accionamiento. Estas etapas se llevan a cabo simultáneamente junto con la etapa de llenado, lo que aumenta la producción. Además, los sacos que se encuentran apoyados en dichas estaciones de soldadura y enfriamiento ayudan a equilibrar la superficie de apoyo de manera que la basculación de la superficie de apoyo se puede realizar más rápidamente, mejorando así el tiempo de llenado.

Preferentemente, dicha etapa de controlar la posición angular de dicho motor determina una amplitud de basculación entre dichas posiciones superior de dicho primer extremo e inferior de dicho segundo extremo e inferior de dicho primer extremo y superior de dicho segundo extremo, tal que dicha amplitud decrece a medida que se va llenando dicho saco. Preferentemente, dicha amplitud decrece de forma constante. De nuevo, esto permite llenar los sacos de manera más rápida. Preferentemente, dicha etapa de controlar la posición angular de dicho motor establece una posición máxima de basculación en la que dicho primer extremo y dicho segundo extremo están alineados con dicho eje de basculación, de manera que, durante dicha basculación, dicha superficie de apoyo bascula alternativamente entre cualquier posición de entre dicha posición máxima de basculación y dicha posición dicha posición inferior de dicho primer extremo y superior de dicho segundo extremo. De este modo, la frecuencia de basculación puede ser incrementada.

Preferentemente, dicho procedimiento además comprende una etapa de retención de la base de dicho saco, dispuesta aguas arriba de dicha etapa de llenado en la dirección de avance de los sacos, en la que, antes de que se empiece a llenar dicho saco, se retiene la base de dicho saco alejada de dicha etapa de llenado. Así se evita la formación de arrugas en el fondo del saco.

Asimismo, la invención también abarca otras características de detalle ilustradas en la descripción detallada de una forma de realización de la invención y en las figuras que la acompañan.

Breve descripción de los dibujos Otras ventajas y características de la invención se aprecian a partir de la siguiente descripción, en la que, sin ningún carácter limitativo, se relatan unas formas preferentes de realización de la invención, haciendo referencia a los dibujos que se acompañan. Las figuras muestran: Fig. 1, una vista esquemática en perspectiva de la máquina para llenar sacos con un producto granular según la invención en la que la superficie de apoyo de los sacos se encuentra en una posición superior en la que dicho primer extremo y dicho segundo extremo están a la misma altura. Fig. 2, una vista esquemática en perspectiva de la máquina según la invención en la que aguas abajo de la superficie de apoyo está dispuesta una segunda cinta transportadora de evacuación de sacos.

Fig. 3, una vista esquemática de perfil lateral de la figura 2, en la que está representada una amplitud de basculación.

Fig. 4, una vista esquemática de perfil lateral de la figura 2 en la que además se pueden apreciar las estaciones de llenado, soldadura y enfriamiento.

Fig. 5 a 7, son unos gráficos que representan la amplitud de la basculación en función del tiempo según distintos modos de operación. Descripción detallada de unas formas de realización de la invención

En las figuras se aprecia una forma de realización de una máquina 1 para llenar sacos 100 con un producto granular según la invención. En la parte superior, la máquina 1 comprende una estación de llenado 2 y unas estaciones de soldadura 4 y de enfriamiento 6 dispuestas aguas abajo de la estación de llenado 2 en la dirección de avance de los sacos 100. Estas estaciones están indicadas de forma esquemática únicamente en la figura 4. De forma especialmente preferente, en la estación de soldadura 4 está dispuesto un dispositivo de soldadura 26 que consiste en un dispositivo de soldadura por termosellado o por sellado por ultrasonidos. También de forma preferente, en la estación de enfriamiento pueden estar previstos unos medios de accionamiento de gas 22 para, durante el funcionamiento, insuflar gas de enfriamiento en la zona correspondiente a los puntos de soldadura del saco 100.

Algunos ejemplos conocidos no limitativos de máquinas que presentan estas estaciones de llenado, soldadura y enfriamiento, son máquinas de ensacado de sacos preconformados o bien máquinas en las que los sacos se fabrican en la propia máquina a partir de material laminar y que son conocidas en la técnica por su acrónimo FFS, proveniente del inglés Form, FUI and Seal. Las características de estas estaciones son conocidas por el experto en la materia, por lo que no se considera necesario describir sus componentes en detalle.

La máquina 1 según la invención además presenta un dispositivo de apoyo 8 de sacos 100 que forma una unidad y unos medios de accionamiento 18 para accionar el dispositivo de apoyo 8 tal y como se explicará más adelante. En esta forma de realización, el dispositivo de apoyo 8 es una cinta transportadora. No obstante, son concebibles otras soluciones como una superficie de apoyo fija u otras soluciones que faciliten la transición de los sacos 100 entre cada una de las estaciones de la máquina como, por ejemplo, una superficie pulida, rodillos u otros mecanismos.

El dispositivo de apoyo 8 está dispuesto por debajo de las estaciones de llenado, de soldadura y de enfriamiento 2, 4, 6. De esta manera durante el funcionamiento normal de la máquina 1, la base de cada uno de los sacos 100 que se encuentra en cada una de dichas estaciones de llenado, de soldadura y de enfriamiento 2, 4, 6 se puede apoyar sobre el dispositivo de apoyo 8. El dispositivo de apoyo 8 comprende como elementos principales, un primer extremo 14, un segundo extremo 16, un eje de basculación 12 y una superficie de apoyo 10. El primer extremo 14 del dispositivo de apoyo 8 está dispuesto aguas arriba de la estación de llenado 2 y el segundo extremo 18 está dispuesto aguas abajo de la estación de llenado 2 según la dirección de avance de los sacos 100. Concretamente, como puede verse en la figura 1, el primer extremo 14 está dispuesto aguas arriba del eje de basculación 12, y el segundo extremo 16 está dispuesto aguas abajo del eje de basculación 12. Además, como puede verse en la figura 4, la estación de soldadura 4 y la estación de enfriamiento 6 están dispuestas a la misma distancia del eje de basculación 12. Gracias a ello, la base de los sacos 100 de las estaciones de llenado 2 y soldadura 4 se apoyan aguas arriba del eje de basculación 12, y la base del saco 100 de la estación de enfriamiento 6 se apoya aguas abajo del eje de basculación 12. Esto hace que la máquina esté mejor equilibrada y que, durante el funcionamiento, el ciclo se complete más rápido. Como puede verse en las figuras 1 a 4, la superficie de apoyo 10 se extiende entre las estaciones de llenado, soldadura y enfriamiento 2, 4, 6 de manera que cada uno de los sacos 100 queda apoyado sobre la superficie de apoyo 10. Además, la superficie de apoyo 10 está montada en el eje de basculación 12 y forma una unidad apta para bascular de forma alternativa alrededor del eje de basculación 12 a través de los medios de accionamiento 18. Esta basculación de la superficie de apoyo 10 es posible porque la superficie de apoyo 10, el eje de basculación y los medios de accionamiento están funcionalmente asociados entre sí. Concretamente, los medios de accionamiento 18 comprenden un motor 30, concretamente un servomotor, que está funcionalmente conectado a un mecanismo biela-manivela 28. Este mecanismo biela-manivela 28 forma parte de los medios de accionamiento 18 y está también conectado funcionalmente al dispositivo de apoyo 8. De este modo, el movimiento generado por el motor 30 se transmite desde el eje del motor 30 hasta el dispositivo de apoyo 8 mediante el mecanismo biela-manivela 28.

Asimismo, los medios de accionamiento 18 comprenden unos medios de control 32 que controlan la posición angular del motor 30. Gracias a ello, la superficie de apoyo 10 puede bascular de forma alternativa y con amplitud a variable entre unas posiciones cualesquiera de entre una posición superior de dicho primer extremo 14 e inferior de dicho segundo extremo 16 una posición inferior de dicho primer extremo 14 y superior de dicho segundo extremo 16, para mover la base del saco 100 que, en funcionamiento durante el llenado, se encuentra en dicha estación de llenado 2. En la figura 3 se puede ver este movimiento de basculación, que está representado con una flecha de doble punta. La letra a indica la amplitud del movimiento.

Este movimiento basculante tiene varios efectos sinérgicos. En primer lugar, ayuda a compactar el producto granular y se mejora el llenado. Además, al bascular durante la etapa de llenado y al compactarse el producto granular, a medida que va cayendo dentro del saco, el llenado también es más rápido. Este efecto también reduce el tiempo de ciclo en comparación con los sistemas conocidos del estado de la técnica. Finalmente, el llenado también es más homogéneo y, por lo tanto, la geometría de saco lleno también es más regular. Esto facilita la paletización. Opcionalmente y para reducir el eventual riesgo de formación de arrugas en la base del saco, el dispositivo de apoyo 8 presenta un saliente 20 transversal a la dirección de avance de los sacos 100. Este saliente 20 sobresale del primer extremo 14 y está alejado y aguas arriba de la estación de llenado 2 en la dirección de avance de los sacos 100. Es decir, antes de la estación de llenado 2. Esta disposición se aprecia de forma clara en la figura 3.

Cuando la máquina 1 está en funcionamiento, la base del saco 100 listo para ser llenado, en particular antes de que se empiece a llenar dicho saco 100, queda retenida en el saliente, alejada de dicha estación de llenado 2. Esto evita que la base del saco 100 se apoye directamente sobre la superficie de apoyo 10 cuando el saco todavía está vacío y forme arrugas. Así, cuando el saco 100 se empieza a llenar, a partir de un cierto nivel de llenado del saco, el peso del producto granular provoca que la base del saco sobrepase el saliente 20. Entonces, el saco 100 bascula y se coloca sobre la superficie de apoyo 10.

A continuación, se explica el procedimiento para llenar sacos 100 con un producto granular según la invención.

El procedimiento comprende una etapa de llenado, una etapa de soldadura y una etapa de enfriamiento de sacos 100 consecutivas y simultáneas. En otras palabras, durante el régimen normal de funcionamiento de la máquina 1, mientras en la estación de llenado 2 se llena un saco 100, en la estación de soldadura 4 se cierra otro saco 100 y, finalmente, el saco 100 que ha entrado en primer lugar se espera en la estación de enfriamiento 6 para garantizar el cierre correcto del saco.

Durante el funcionamiento, cada uno de los sacos 100 que se encuentra en cada una de las citadas etapas se apoya por la base sobre el dispositivo de apoyo 8 de sacos 100 que forma una unidad, es decir que es de una única pieza. Como ya se ha comentado anteriormente, el dispositivo de apoyo 8 está montado basculante alrededor del eje de basculación 12. El eje de basculación 12 se encuentra entre la etapa de soldadura y la etapa de enfriamiento. Así, a un lado de dicho eje de basculación 12, se llevan a cabo las etapas de llenado y soldadura y, al otro lado del eje de basculación 12, se lleva a cabo la etapa de enfriamiento.

El procedimiento además comprende una etapa de hacer bascular, mediante los medios de accionamiento 18 anteriormente descritos, la superficie de apoyo 10. Además, también comprende otra etapa de controlar la posición angular del motor 30 a través de los medios de control 32 para que la superficie de apoyo 10 bascule de forma alternativa y con amplitud a variable alrededor del eje de basculación 12. Este movimiento de basculación bascula entre unas posiciones cualesquiera de entre la posición superior del primer extremo 14 e inferior de dicho segundo extremo 16 y la posición inferior del primer extremo 14 y superior de dicho segundo extremo 16. Con ello, se puede mover la base del saco 100 que se encuentra en la estación de llenado 2 durante la etapa de llenando del saco 100. Es decir, durante el periodo en que el producto granular está cayendo dentro del saco 100.

Las figuras 5 a 7 son unos gráficos ejemplificativos no limitativos de varios modos de operación, en los que se aprecia la amplitud a del movimiento de basculación durante el funcionamiento de la máquina. Debido a que la máquina de la presente invención no presenta limitaciones de accionamiento neumático o de excéntrica, es posible configurar múltiples modos de operación para conseguir un llenado óptimo de los sacos. Por ejemplo, la figura 5 muestra un movimiento incremental no alternativo de la superficie de apoyo 10. Este tipo de configuración se utiliza preferentemente para llenar sacos con productos duros que requieren pocos golpes. En cambio, si los sacos se van a llenar con productos blandos que requieren muchos golpes y un ajuste la basculación en función del estado de llenado del saco, es preferible usar un modo de configuración como el representado en la figura 7.

De manera preferente, los medios de control 32 están configurados para que la superficie de apoyo 10 bascule entre una posición superior en la que el primer extremo 14 y el segundo extremo 16 están a la misma altura y una posición inferior del primer extremo 14 y superior del segundo extremo 16. Además, esta basculación se controla mediante los medios de control 32 para que la amplitud a del movimiento de basculación entre dichas posiciones decrezca de forma constante a medida que se va llenando el saco 100.

El procedimiento además comprende una etapa de retención de la base del saco 100 en la que, antes de que se empiece a llenar el saco 100, se retiene la base del saco 100 alejada de la etapa de llenado, aguas arriba de la etapa de llenado, en la dirección de avance de los sacos 100 para evitar arrugas innecesarias antes de empezar a llenar el saco. Por otra parte, una vez que el saco 100 de la estación de llenado está lleno y el saco 100 de la estación de soldadura 4 está cerrado y en el saco 100 de la estación de enfriamiento, la soldadura se ha enfriado suficientemente, los tres sacos 100 son desplazados en el sentido de avance de la flecha mostrada en las figuras. Con ello, el saco 100 que se encuentra en la estación de enfriamiento es evacuado hacia una segunda cinta transportadora 24 fija que evacúa el saco 100 cerrado.