CA1282748C - Dispositif de remplissage pour machine a remplir des recipients avec desliquides non gazeux - Google Patents

Dispositif de remplissage pour machine a remplir des recipients avec desliquides non gazeux

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Abstract

Un dispositif de remplissage pour machine à remplir des récipients avec des liquides non gazeux est caractérisé en ce qu' il est constitué d'une chambre centrale d'axe vertical X-X communiquant avec une chambre périphérique par un passage annulaire ménagé entre une paroi de séparation des chambres centrale et périphérique, formant une surface de siège, et une surface de la chambre centrale se prolongeant radialement au-delà de la paroi dans la chambre périphérique.

Description

~8Z~8 La presente lnvention est relatlve a un dlspositif de rempllssage pour machine à remplir des réclpients avec des liq-uides non gazeux.

S La presente invention a plus particulièrement pour objet la realisation d~un dispositif de remplissage, du type a retour d'air sépare, c'est-à-dire evitant la pollution du liquide à soutirer par l'air evacue du recipient lors de son remplissage.

Il est connu differents dispositifs de remplissage dans lesquels l'air contenu dans le recipient est evacué par un évent sans que cet air soit réintroduit dans la cuve d'alimentation en liquide. Mais, les dispositifs connus de ce type impliquent des pertes de liquide à soutirer qui ne sont par tolerables quand la lS valeur marchande du liquide a soutirer est importante.

Par ailleurs, ces dispositifs sont des dispositifs à
commande mecanique avec des joints coulissants qui, outre des problèmes de realisation mécanique, posent des problèmes impor-tants de profileration bacterienne.

La Demanderesse s'est donc posé le probleme de réaliserun dispositif de remplissage de recipient par des liquides non gazeux qui soit à la fois simple à fabriquer, en diminuant le nombre de pièces necessaires à sa realisation, et aseptique, tout en ne diminuant pas la cadence de remplissage des recipients.

L'invention a donc pour ob~et un dispositif de remplls-sage pour machine à remplir des reciplents avec des liquides non gazeux, caractérise en ce qu'il est constitue d'une chambre cen-trale d'axe vertical X-X communiquant avec une chambre periph-erique par un passage annulaire ménage entre une paroi de separa-tlon des chambres centrale et périphérique, formant une surface de siege, et une surface de la chambre centrale se prolongeant radialement au-delà de la parol dans la chambre péripherique.

~82748 Les caracterlstlques et avantages ressortlront a la sulte de la description qui va suivre faite en reference aux dess:Lns annexés donnes uniquement à tltre de'exemple non llmi-tatif et parmi lesquels:

- la Fig. 1 est une vue generale d'une installation comprenant le dispositif de remplissage selon l'inventlon.

- la Fig. 2 est une vue en coupe du dispositif de rem-plissage selon l'invention.

- la Fig. 3 est une variante du dispositif de remplls-sage selon l'invention.

- la Flg. 4 est une variante du dispositif de remplis-sage selon l'invention.

- la -~282748 Selon l'exemple de realisat;on représenté a la Fig. l, le dispositif de remplissage A, selon l'invention, est destine a remplir, a partir d'une cuve B d'alimentation en liquide, un recipient C, en matiere plastique ou autre materiau, porte par un dispositif de 5 levage D.
Comme illustre Fig. 2, le dispositif de remplissage A est constitue d'un corps l d'axe X-X, d'une sonde electrique 2, coaxiale traversant le corps 1 sur toute sa hauteur, d'un manchon 3 d'axe X-X
d'evacuation de l'air situe dans le recipient C a remplir, d'un lO conduit d'ecoulement 4 du liquide, et d'une membrane 5, en elastomère ou autre materiau elastique. Selon une forme de realisation preferentielle de l'invention, cette membrane 5 est constituee d'une rondelle circulaire d'axe X-X percee en son centre d'un orifice circulaire coaxial 0.
Le corps l, d'axe vertical X-X, est perce, a sa face superieure, d'un orifice superieur coaxial 6, et a sa face inferieure, d'un orifice inferieur coaxial 7.
Les orifices 6 et 7 debouchent dans une chambre centrale 8, d'axe X-X, du corps l. Cette chambre 8 est limitee par un plafond constitue, 20 d'une surface annulaire 9, raccorde avec une paroi verticale lO par une surface de revolution ll d'axe X-X qui constitue la peripherie de cette chambre centrale 8. Cette chambre 8 est limitee, inferieurement, par un plancher 12 relie a l'orifice inferieur 7 par un epaulement 13.
Cette chambre centrale 8 communique avec une chambre peripherique 25 14, d'axe X-X, par un passage annulaire entre une surface inferieure 15 de la paroi 10 et le plancher 12 qui se prolonge radialement au-dela de cette paroi lO.
Cette chambre 14 est limitee, à son extremite superieure, par une surface annulaire 16. Dans l'exemple de real1satlon repr~sente Fig. 2 30 cette surface 16 est de section courbe mais elle pourra1t etre de section droite. Cette surface 16 se raccorde, vers l'interieur en direction de l'axe X-X, a une surface 17 de revolution d'axe X-X.
Cette surface 17 constitue donc, avec les surfaces 15 et 11, la paroi lO.

1~8Z748 La chambre annulaire 14 est limitee, a sa peripher;e, par une surface 18 de revolution d'axe X-X qui se raccorde a la fois avec le plancher 12 et la surface annulaire 16 qui constitue le plafond de la chambre peripherique 14. Un conduit 19 debouche dans la chambre 5 peripherique 14 reliant cette chambre periphérique 14 a la cuve B
d'alimentation en liquide.
Ainsi, le dispositif de remplissage A selon l'invention presente un corps 1 constitue d'une chambre centrale 8 d~axe vertical X-X
communiquant avec une chambre périphérique 14 par un passage annulaire 10 ménagé entre la paroi 10 de separation des chambres centrale 8 et peripherique 14, formant la surface de siège 15, et une surface 12 (plancher 12) de la chambre centrale se prolongeant radialement au-dela de la paroi 10 dans la chambre peripherique 14.
A proximite du plancher 12, une gorge annulaire 20 est menagee a 15 la peripherie de la surface 18, entre l'arrivee du conduit 19 dans la chambre peripherique 14 et le plancher 12. Cette gorge annulaire 20 correspond à un plan de joint entre une partie supérieure 100 et une partie inferieure 101 du corps 1.
Par ailleurs, un conduit 22 debouche dans la chambre periphe-20 rique 14, ou dans la chambre centrale 8, par le plancher 12. Ceconduit 22 est relie à une source de gaz sous pression non representee par une electrovanne E.
Le manchon 4, qui se prolonge à partir de l'epaulement 13 à
travers l'orifice 7 en-dessous du dispositif A, permet par ailleurs de 25 fixer le bord interieur de la membrane 5 contre ledit epaulement, cette membrane 5 etant de plus fixee, par son bord peripherique, dans la gorge annulaire 20 de la surface de revolution 18.
La surface 15 de la paroi 10 se situe radialement approximativement à mi-distance entre l'epaulement 13 et la gorge 30 annulaire 20. De plus, un ecart de quelques millimè~res est m~nage entre la surface superieure de la membrane 5 et cette surface 15.
Ainsi, comme illustre Fig.2, 1a membrane 5, f1xêe a la chambre peripherique 14 et se prolongeant radialement vers l'axe X-X au-dela de la paroi 10, forme avec la surface 12 (plancher 12) une chambre 35 annulaire 23 deformable.

~28~748 Enfin, le manchon 3, fixé au corps l de facon etanche au niveau de l'orifice 6, se prolonge vers le bas a travers le manchon 4 et debouche en-dessous de celui-ci. Ce manchon 3 est traverse sur toute sa hauteur par la sonde electrique 2.
Un conduit annulaire 24 est menage entre la sonde electrique 2 et la surface interne du manchon 3. Ce conduit annulaire 24, ouvert a son extremité inférieure située au-dessous du manchon 4, débouche a l'air libre à son extremite superieure grace a un orifice 25.
Par ailleurs, le diamètre interne du manchon 4 etant superieur au lO diamètre externe du manchon 3, un canal annulaire 26 relie la chambre centrale 8 avec l'exterieur du dispositif A.
Enfin, un detecteur de proximité P du récipient C à remplir est place, par exemple, sur le dispositif de remplissage A selon l'invention. Selon l'exemple de réalisation représenté Fig. l, ce 15 detecteur P est fixe au corps l, mais il pourrait etre independant de ce corps l et place, par exemple, sur le dispositif de levage D.
VARIANTES :
- la variante representee figure 3 represente une adaptation du dispositif de remplissage selon l'invention a un dispositif de 20 remplissage dit "a canule longue".
Dans cette variante, le manchon 3 et la sonde 2 ont ete supprimes l'orifice 6 ayant aussi disparu. Le manchon 4 a de plus ete remplace par une canule longue 41 sur laquelle a ete fixee a l'exterieur de celle-ci une sonde 42. Du fait de la presence de la sonde 42 a 25 l'exterieur de la canule 41, cette derniere est avantageusement realisée en matériau isolant. -- la variante representée figure 4 represente une autre adaptation du dispositif de remplissage selon l'inventlon a un dispositif de rempl~ssage à canule longue, dans lequel les parties lOO
30 et lOl du corps l ont eté inversées. A~nsi, l'orifice 7 a ete supprime et une canule longue 411 a ete fixee a l'orifice 6 et munie d'une sonde 42. La membrane 5 n'est plus percee d'un orifice central 0.
FONCTIONNEMENT
Au repos, c'est-a-dire quand aucun recipient C n'est à remplir, 35 de l'air sous pression, fourni par l'electrovanne E via le conduit 22 dans la chambre annulaire 23 plaque la membrane 5 contre la surface 15 lX8274l~

de la paroi 10. Ainsi, le liquide à soutirer arrivant par le conduit 19 dans la chambre péripherique 14 ne peut s'ecouler par la chambre centrale 8 et le conduit annulaire 26 dans le recipient C a remplir.
Quand le dispositif de levage D monte le recipient C jusqu'a ce 5 que le manchon 4 penetre à l'interieur du col du rec;pient C, le detecteur de proximite P est excite et commande alors l'electrovanne E
qui fait diminuer la pression règnant dans la chambre annulaire 23.
Ainsi, la membrane S n'etant plus en contact avec la surface 15 de la paroi 10, la chambre peripherique 14 est mise en communication avec la 10 chambre centrale 8.
Le liquide peut donc s'écouler dans le récipient C à remplir, par le conduit annulaire 26 constitué par la face interne du manchon 4 et la face externe du manchon 3.
L'air contenu dans le récipient C peut s'échapper par le conduit 15 annulaire 24 constitué par le manchon 3 et la sonde 2 à travers l'orifice 25. Ainsi l'air contenu dans le récipient à remplir n'est pas évacué dans la cuve d'alimentation en liquide sans pour autant que du liquide à soutirer soit perdu dans cette opération.
Quand le liquide atteint le niveau de la sonde 2, celle-ci 20 commande l'electrovanne E qui remet alors sous pression la chambre annulaire 23, ainsi la membrane 5 est de nouveau plaquée contre la surface 15 de la paroi 10 et le remplissage du récipient C est alors achevé, un nouveau cycle peut alors commencer.
Ainsi, grâce au dispositif de remplissage selon l'invention, le 25 remplissage est effectue avec une grande hygiène, a la fois par le retour d'a;r separé et par l'absence de pieces en mouvement, et donc de joints, qui sont autant de pièges a bactéries. Par ailleurs le lavage d'un dispositif de remplissage selon l'invention est tres simpliflé, pu~squ'll suffit de couper l'alimentation en gaz sous 30 pression de la chambre annulaire 23 pour ouvrir tout le dlspositif de remplissage A et le mettre ainsi en position de lavage.
En outre, le dispositif de remplissage n'entraine aucune perte de liquide puisque, par son principe même, l'alimentation est arretée des que la quantité de liquide necessaire a ete fournie.

1~82~748 De plus, `le dispositif de remplissage selon l'invention fonctionne parfaitement, meme en l'absence de tout contact etanche entre le col du recipient C à remplir et le dispositif de remplissage A.
Enfin, il suffit d'introduire quelques centimetres cube d'air sous la membrane 5 dans la chambre annulaire 23 pour passer de la position d'ouverture a la position de fermeture du dispositif de remplissage A.
Ainsi, le dispositif de remplissage selon l'invention presente 10 des temps de fermeture de l'ordre de 20 millisecondes, alors qu'il est habituellement considere que les dispositifs pneumatiques sont lents.

Claims (4)

1. Appareil de remplissage de récipients avec des liquides non gazeux, comprenant:
(a) un corps creux, (b) une chambre centrale à l'intérieur du corps creux, et présentant un conduit d'écoulement s'étendant vers le bas et en communication ouverte avec la chambre centrale, (c) une chambre périphérique délimitée à l'intérieur du corps creux et entourant la chambre centrale, (d) une paroi annulaire délimitée par le corps creux pour séparer les chambres centrale et périphérique, et délimitant un siège annulaire sur un bord axial de la paroi, (e) une membrane élastique disposée d'une façon étanche à l'intérieur du corps creux et opposant le siège à un côté
de celui-ci pour délimiter avec le siège un passage annulaire pour faire communiquer sélectivement les chambres centrale et périphérique, (f) une chambre de commande délimitée à l'intérieur du corps creux sur un autre côté opposé de la membrane, (g) des moyens d'alimentation de liquide destinés à
remplir un récipient à la chambre périphérique, (h) des moynes de placement d'un récipient à remplir au-dessous du corps creux, un col du récipient entourant le conduit d'écoulement, s'étendant vers le bas de la chambre centrale et en communication ouverte avec celle-ci, (i) des moyens d'alimentation et d'évacuation de fluide sous pression pour la chambre de commande pour pousser la membrane vers et au loin du siège pour fermer et ouvrir sélectivement le passage annulaire, et (j) un détecteur de proximité disposé prés du conduit d'écoulement pour détecter la présence du col du récipient, et présentant une sortie reliée aux moyens d'alimentation et d'évacuation pour commander l'ouverture du passage annulaire.
2. Appareil selon la revendication 1, comprenant de plus un détecteur de niveau de liquide disposé prés du tube d'alimentation pour détecter le remplissage du récipient, et présentanat une sortie reliée aux moyens d'alimentation et d'évacuation pour commander la fermeture du passage annulaire.
3. Appareil selon la revendication 1, comprenant de plus un passage d'évacuation délimité coaxialement à l'intérieur du conduit d'alimentation et s'étendant vers le haut à travers la chambre centrale et le sommet du corps creux pour permettre l'évacuation de l'air déplacé par le liquide entrant dans le récipient.
4. Appareil de remplissage de récipients avec des liquides non gazeux, comprenant:
(a) un corps creux, (b) une chambre centrale dans le corps creux, et présentant un conduit d'écoulement s'étendant vers le bas et en communication ouverte avec la chambre centrale, (c) une chambre périphérique délimitée à l'intérieur du corps creux et entourant la chambre centrale, (d) une paroi annulaire limitée par le corps creux pour séparer les chambres centrale et périphérique, et délimitant un siège annulaire sur un bord axial de la paroi, (e) une membrane élastique disposée d'une façon étanche à l'intérieur du corps creux et opposant le siège à un côté
de celui-ci pour délimiter avec le siège un passage annulaire pour faire communiquer sélectivement les chambres centrale et périphérique, (f) une chambre de commande délimitée à l'intérieur du corps creux sur un autre côté opposé de la membrane, (g) des moyens d'alimentation de liquide destinés à
remplir un récipient à la chambre périphérique, (h) des moyens de placement d'un récipient à remplir au-dessous du corps creux, un col du récipient entourant le conduit d'écoulement, (i) des moyens d'alimentation et d'évacuation de fluide sous pression pour la chambre de commande pour pousser la membrane vers et au loin du siège pour fermer et ouvrir sélectivement le passage annualire, et (j) un passage d'évacuation délimité coaxialement à
l'intérieur du conduit d'écoulement et s'étendant vers le haut à travers la chambre centrale et le sommet du corps creux pour permettre l'évacuation de l'air déplacé par le liquide entrant dans le récipient.
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