Campo de la invención

La invención se refiere a una máquina para llenar sacos con un producto a granel que comprende: una primera estación que comprende unos medios de llenado para llenar un saco y unos primeros medios de compactación mecánica, estando dichos primeros medios de compactación dispuestos respecto a dichos medios de llenado para compactar dicho producto a medida que dicho saco se llena de producto a granel, una segunda estación, a continuación de dicha primera estación, que comprende unos primeros medios de sellado para sellar la boca de llenado de dicho saco.

Asimismo, la invención se refiere también a un procedimiento de llenado que se realiza en la máquina según la invención.

Estado de la técnica

Son conocidas las máquinas para llenar sacos con productos a granel, tanto en máquinas de llenado de sacos preconformados, como en máquinas de conformado, llenado y sellado que forman su propio saco y que son conocidas en la técnica por su acrónimo inglés FFS (por form, fill and seal). Para llenar los sacos es habitual aprovechar el efecto de la gravedad, para que el producto caiga por su propio peso centralmente dentro del saco. Al caer dentro del saco, el producto no queda completamente compactado y por lo tanto ocupa un volumen superior al óptimo. Esto presenta el inconveniente de que requeriría un saco más grande del estrictamente necesario. Para resolver este problema, es conocido disponer en la etapa de llenado del saco unos medios de compactación. Los medios de compactación, ya sea por golpeteo o por vibración reducen el volumen ocupado por el material a granel.

A pesar de disponer la etapa de compactación, el ensacado de productos a granel en máquinas de ensacado convencionales presenta un problema adicional. El nivel de compactación necesario depende de las características granulométricas del producto, y de su geometría y dimensiones. En particular, es relevante el ángulo de talud del producto, es decir, el ángulo que forma un montículo de producto a granel (de forma similar a un cono), entre la pared lateral del montículo y la horizontal de la base, cuando el producto se estabiliza por sí mismo. Un ángulo de talud reducido, implica que el producto presenta una capacidad de compactación favorable, mientras que un ángulo de talud grande implica que la capacidad de compactación es desfavorable. Si el producto cae libre y por lo tanto forma un ángulo reducido, el saco se llena mejor. En cambio al revés un ángulo de talud grande implica un nivel de llenado más bajo. En este contexto, cabe destacar que, en la invención, se entiende como producto a granel, un producto cuyo tamaño de grano es igual o mayor a 50 mieras y preferentemente igual o mayor a 100 mieras. Los productos a granel comprenden desde el polvo grueso hasta los productos granulares. Además, las partículas presentan formas distintas, tales como formas similares a bolas esféricas o formas que sin ser estrictamente esféricas, son más o menos redondeadas. Alternativamente, las partículas, pueden tener formas irregulares con aristas agudas, tales como como pequeños cilindros, poliedros o paralelepípedos. Un ejemplo, no limitativo, de este tipo de producto, es la granza de plástico. Las figuras 1 y 2 muestran ejemplos de la geometría de dos tipos de granza.

Como se aprecia en la figura 1 , que se muestra una granza de plástico de poliamida, polietileno o similar, con formas redondeadas y de dimensiones aproximadas de entre 3 y 8 mm. El producto a granel de la figura 1 presenta un primera capacidad de compactación que considerada favorable. Por ejemplo, si la compactación se realiza por golpeteo, es suficiente que durante la etapa de llenado se realice 1 golpe en el saco para lograr una compactación óptima Como alternativa, en la figura 2, se muestra una granza de plástico, como los plásticos antes descritos, pero con forma de cilindro con aristas agudas y de dimensiones también del orden de 3 y 8 mm. El producto a granel de la figura 2, tiene una segunda capacidad de compactación menor que la capacidad de compactación del primer producto y que es desfavorable. Así, en este segundo caso, para lograr una compactación óptima, es necesario realizar entre 8 y 12 golpes durante la etapa de llenado del saco Esto presenta el problema, de que cuando la etapa de llenado se termina, todavía no se ha logrado la compactación óptima del producto a granel. Como consecuencia se ralentiza el proceso de la máquina y por lo tanto reduce su capacidad productiva.

Sumario de la invención La invención tiene como finalidad proporcionar una máquina para llenar sacos con un producto a granel del tipo indicado al principio, que permita ensacar a la máxima velocidad posible que permita el producto a granel que debe ser ensacado y que además, sea lo más compacta posible. Esta finalidad se consigue mediante una máquina del tipo indicado al principio, caracterizada porque dicha segunda estación además comprende unos segundos medios de compactación, y por que dicha máquina además comprende una tercera estación, a continuación de dicha segunda estación, que comprende unos segundos medios de sellado para sellar la boca de llenado de dicho saco.

Efectivamente, esta configuración de máquina es especialmente ventajosa, ya que ofrece una gran flexibilidad para adaptarse a las características de compactación del producto a granel que debe ser ensacado, en combinación con la velocidad de descarga del producto.

De esta forma, en el caso de productos con una buena capacidad de compactación, se puede compactar únicamente en la primera estación de llenado durante la etapa de llenado. Luego se desplaza el saco lleno y compactado a la segunda estación, y finalmente se sella la boca del saco.

En cambio, en el caso de productos con mala capacidad de compactación, se realiza una primera etapa de compactación durante el llenado del saco en la primera estación. Luego, una vez que ya se ha llenado el saco, éste se transfiere a la segunda estación, y en lugar de sellarlo, se sigue compactando el producto a granel. En paralelo, en la primera estación ya se ha colocado un segundo saco que se puede llenar. Finalmente, terminada la compactación en la segunda estación, el primer saco se puede pasar a la tercera estación para sellar la boca de llenado. Al golpear el producto múltiples veces, el talud se desmonta y la parte superior del producto a granel queda más plana. Como consecuencia, se mejora el llenado y aumenta la densidad aparente. Esta combinación de dos etapas de compactación y dos etapas de sellado, en las que la segunda etapa de compactación se solapa con la primera etapa de sellado, proporciona una gran flexibilidad a la máquina para ensacar productos de características granulométricas muy distintas y se incrementa de forma notoria la capacidad productiva de la misma. La capacidad máxima de una máquina con un golpe para llenar o varios golpes para compactar puede caer un 30% de forma habitual, más de un 50% habitualmente y en casos extremos si se requiere una compactación extrema aproximadamente un 80%. Así, la posibilidad de realizar una segunda etapa de compactación minimiza las desventajas del golpeteo, ya que mientras en la segunda estación se compacta, en la primera estación ya se está llenando el siguiente saco.

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 ventajosa de la máquina, dichos primeros y segundos medios de compactación mecánica comprenden un elemento de golpeteo. El golpeteo mecánico simplifica el diseño de la máquina y reduce la necesidad de mantenimiento y limpieza que tienen otros sistemas, como la aspiración.

Con el objetivo de reducir elementos mecánicos en la máquina, en otra forma de realización, el elemento de golpeteo es una cinta transportadora dispuesta inferiormente a dicha estación de llenado para soportar la base de dicho saco y montada basculante alrededor de un eje, siendo dicha cinta transportadora accionable en vaivén para golpear la base de dicho saco. Así, se pueden fusionar dos funciones en una misma estación. Además, el golpeteo inferior aprovecha el efecto de la gravedad y es más eficiente.

En otra forma de realización que tiene por objeto reducir la necesidad de manipulación por parte del operario, dicha tercera estación comprende una cinta transportadora para evacuar los sacos de dicha máquina.

En otra forma de realización que tiene por objetivo incrementar la velocidad de compactación de los productos a granel con mala compactación y con menores dimensiones de partícula, dicha segunda estación comprende unos medios de aspiración dispuestos superiormente para ser insertados en dicho saco. En una forma de realización preferente, la máquina comprende una cuarta estación, aguas arriba de dicha primera estación que comprende unos medios de alimentación de material laminar y unos medios de formación de sacos. Los medios de formación de saco consisten en los dispositivos de formación de saco conocidos en las máquinas FFS del estado de la técnica. Por consiguiente, el experto en la materia conoce su estructura.

La invención también se refiere a un procedimiento para llenar sacos con un producto a granel con una máquina según la invención y que ofrece una gran flexibilidad. Así, el procedimiento se adapta al producto a granel que debe ser ensacado. En una primera alternativa del procedimiento si dicho producto a granel presenta una primera capacidad de compactación, dicho procedimiento comprende las etapas de:

[a1 ] colocar un primer saco en dicha primera estación,

[b1 ] llenar y simultáneamente compactar dicho producto a granel contenido en dicho primer saco,

[c1] cuando termina el llenado de dicho saco, transportar dicho primer saco a dicha segunda estación,

[d1 ] sellar la boca de dicho primer saco en dicha segunda estación,

[e1 ] cuando termina el sellado de dicho primer saco, transportar dicho primer saco a dicha tercera estación, y

[f1 ] evacuar dicho primer saco,

mientras que si dicho producto a granel comprende una segunda capacidad de compactación, siendo dicha segunda capacidad de compactación menor que dicha primera capacidad de compactación, dicho procedimiento comprende las etapas de:

[a2] colocar un primer saco en dicha primera estación,

[b2] llenar y simultáneamente compactar dicho producto a granel contenido en dicho primer saco,

[c2] cuando termina el llenado de dicho saco, transportar dicho primer saco a dicha segunda estación,

[d2] compactar dicho producto a granel contenido en dicho primer saco de dicha segunda estación,

[e2] cuando termina la compactación de dicho primer saco, transportar dicho primer saco a dicha tercera estación,

[f2] sellar la boca de dicho primer saco de dicha tercera estación, y

[g2] cuando termina el sellado de dicho primer saco, evacuar dicho primer saco de dicha tercera estación. De forma especialmente preferente, dicho procedimiento comprende una etapa de refrigeración forzada entre dicha etapa de sellado y dicha etapa de evacuación. Para ello, de forma especialmente preferente, dicha tercera estación comprende unos medios de refrigeración forzada dispuestos en la parte superior de la máquina, orientados hacia la boca de dicho 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 mención de los dibujos que se acompañan. Las figuras muestran: Fig. 1 , una vista muy ampliada de un primer tipo de producto a granel.

Fig. 2, una vista muy ampliada de un segundo tipo de producto a granel.

Fig. 3, una vista en perspectiva de una máquina según la invención.

Fig. 4, una vista en perspectiva de la máquina de la figura 1 .

Fig. 5, una vista lateral de la máquina de la figura 1.

Fig. 6, una vista esquemática del principio de funcionamiento de la máquina según la figura 1.

Fig. 7, una vista esquemática de una segunda máquina según la invención.

Descripción detallada de unas formas de realización de la invención

Las figuras 3 a 6 muestran una primera máquina 1 para llenar sacos 100 con un producto a granel según la invención.

En este caso se trata de una máquina FFS, es decir que la máquina 1 se fabrica sus propios sacos 100, sin necesidad de alimentar sacos preconformados.

Por orden de relevancia en la invención, se aprecia que la máquina 1 , presenta una primera estación 2 que comprende unos medios de llenado 10 para llenar un saco 100 con producto 104 a granel. Los medios de llenado 10 son una tolva que dispone de sistemas de alimentación apropiados conocidos por el experto en la materia. Además, la máquina 1 puede dosificar de cualquiera de las formas conocidas en la técnica. Así, para determinar la cantidad de material en peso que se deposita dentro del saco se utiliza cualquiera de las tres formas habituales: la medición de peso neto, de peso bruto o la pérdida de peso.

La primera estación 2, también presenta unos primeros medios de compactación 12 mecánica. De forma preferente, la compactación mecánica se realiza por vibración o por golpeteo. No obstante, de forma especialmente preferente los primeros medios de compactación 12, son un elemento de golpeteo. En este caso, el elemento de golpeteo es una cinta transportadora 26 dispuesta inferiormente a la tolva. De esta forma, la cinta transportadora 26 soporta la base del saco 100. Para realizar el golpeteo, la cinta transportadora está montada basculante alrededor de un eje 28 y durante el llenado se acciona en vaivén para golpear la base de dicho saco 100 a medida que el saco 100 se llena de producto 104 a granel.

A continuación de la primera estación 2, está prevista una segunda estación 4 que por la parte superior presenta unos primeros medios de sellado 14 a modo de mordazas de sellado para sellar la boca de llenado de dicho saco 100. En esta misma estación, por la parte inferior de la máquina 1 y por debajo del saco 100, están previstos unos segundos medios de compactación 16 que de nuevo consisten en una cinta trasportadora 26 que puede bascular alrededor del eje 28 para realizar el golpeteo.

En una tercera estación 6, dispuesta a continuación de la segunda estación 4, la máquina 1 presenta unos segundos medios de sellado 18 dispuestos por la parte superior de la máquina 1 para sellar la boca 102 de llenado del saco 100. Por la parte inferior de la máquina 1 , en la tercera estación 6 está prevista una cinta transportadora para evacuar los sacos 100 terminados de la máquina 1 . Finalmente, en esta forma de realización, aguas arriba de la primera estación 2, la máquina 1 comprende unos medios de alimentación 22 de material laminar y unos medios de formación de sacos 20 habituales en las máquinas FFS. A continuación se explica el procedimiento según la invención que permite poner en práctica la máquina descrita.

Así, la máquina 1 según la invención puede implementar dos formas de funcionamiento, adaptándose a la capacidad de compactación del producto a granel que debe ser ensacado.

En la primera alternativa, si el producto 104 a granel presenta una primera capacidad de compactación definida como favorable, se coloca un primer saco 100 en la primera estación 2 proveniente de la cuarta estación de formación de sacos 100. El saco 100 se llena de producto con la tolva y simultáneamente mediante la cinta transportadora 26 se compacta el producto 104 contenido en el primer saco 100.

A continuación, cuando termina la fase de llenado, se transporta este primer saco 100 a la segunda estación 4, mientras que desde la cuarta estación se alimenta un segundo saco 100. En la segunda estación, se sella la boca 102 del primer saco 100, mientras que en la primera estación 2 se llena el segundo saco de producto 104 y se compacta. Terminada esta etapa, el primer saco 100 se transporta a la tercera estación 6, y evacúa una vez que se ha refrigerado suficientemente el sellado. Simultáneamente, se coloca un tercer saco en la primera estación 2, y el segundo saco se transporta a la segunda estación 4 para sellarlo. El procedimiento se repite hasta terminar la producción requerida.

La segunda alternativa del procedimiento va destinada a aquellos productos 104 a granel que tienen una segunda capacidad de compactación que es menor que primera capacidad de compactación. En este caso, si se realizase el procedimiento descrito en los párrafos anteriores, con los productos con una capacidad de compactación desfavorable, en la primera estación 2 se terminaría el llenado del saco 100 y en cambio, todavía no se habría acabado de compactar. Esto conduce a pérdida de capacidad de ensacado.

Para evitar este problema, el procedimiento comienza también alimentando un saco 100 preconformado que se coloca en la primera estación 2.

El primer saco 100 se llenar y simultáneamente se compacta el producto a granel contenido en el primer saco 100 mediante el golpeteo por la base del saco por parte de la cinta transportadora 26.

A continuación, cuando termina la fase de llenado, pero el producto 104 todavía no está compactado, se transporta el primer saco 100 a la segunda estación 4, y se coloca un segundo saco en la primera estación 2.

Luego, a diferencia de la primera alternativa, se continúa compactando el producto 104 a granel en la segunda estación 4, mientras que en la primera estación 2 se llena el segundo saco 100 y se inicia la compactación.

Terminada la compactación en la segunda estación 4 y llenado el saco 100 en la primera estación 2, con el producto parcialmente compactado, se transporta el primer saco 100 a la tercera estación 6 y el segundo saco 100 a la segunda estación. Asimismo, se coloca un tercer saco 100 en la primera estación 2.

A continuación, se sella la boca 102 del primer saco 100 de la tercera estación 6, mientras el segundo saco 100 se compacta en la segunda estación 4 y se llena el tercer saco 100 de la primera estación 2. Terminado el sellado y correspondientemente refrigerado, se puede evacuar el primer saco 100 de la tercera estación 6 y transportar el segundo y tercer sacos a la siguiente estación, colocando un cuarto saco en la primera estación 2. Evidentemente, el transporte entre estaciones se realiza teniendo en cuenta la etapa que requiera más tiempo de procesamiento. Habitualmente, esta etapa es la de llenado en la primera estación 2. A continuación se muestran otras formas de realización de la máquina 1 según la invención que comparten gran parte de las características descritas en los párrafos anteriores. Por consiguiente, en adelante sólo se describirán los elementos diferenciadores, mientras que para los elementos comunes se hace referencia a la descripción de la primera forma de realización.

La primera diferencia observable en la máquina mostrada en la figura 7, consiste en que no es una máquina de tipo FFS, sino que los sacos 100 ya están preconformados. Por consiguiente, en este caso, los sacos 100 preconformados se extraen de un almacén 28 mediante un manipulador 30 que los transfiere a la primera estación 2.

Por otra, parte, otra diferencia relevante en esta forma de realización consiste en que la segunda estación 4 presenta unos medios de aspiración 24 dispuestos superiormente para ser insertados en dicho saco 100 para colaborar en la compactación. En otra forma de realización, los medios de aspiración 24, también podrían estar previstos en la primera estación 2.

Finalmente, en esta forma de realización alternativa, las cintas transportadoras 28 no son basculantes, sino que vibran a elevada frecuencia.

Evidentemente, las diferencias aquí descritas, también son aplicables a la máquina de la primera forma de realización. Como se ha expuesto, la máquina 1 según la invención, permite incrementar notablemente la flexibilidad de la máquina y por consiguiente, su capacidad productiva. Además, gracias al solapamiento de funciones en la segunda estación, la máquina 1 es especialmente compacta.