Appareil pour l'obturation de récipients
Cette invention se rapporte à un appareil pour Fob- turation de récipients, tels que des boîtes de conserves, dans lequel des récipients remplis du produit à conserver sont placés respectivement sur plusieurs broches à va-et-vient en vue de leur assemblage avec des couvercles au fur et à mesure que les broches sont déplacées angulairement selon un trajet fermé par une tourelle porte-broches rotative afin de faire avancer chaque récipient et son couvercle depuis l'entrée vers la sortie de l'appareil.
L'invention a pour but d'obtenir l'olbturation des récipients d'une façon assurant la stérilité du contenu de ces récipients.
L'appareil selon l'invention est caractérisé par un anneau porté par la tourelle afin de tourner avec lui et muni de plusieurs orifices recevant respectivement les broches et dimensionnés de manière à permettre à ces broches d'aller et venir, une paroi inférieure fixe ménageant une surface orientée vers cet anneau en ménageant un jeu suffisant pour permettre leurs rotations relatives, plusieurs éléments de parois s'étendant vers le haut et solidaires de oette paroi inférieure, une paroi supérieure fixée à ces éléments de parois, la paroi inférieure, les éléments de parois, la paroi supérieure et l'anneau formant une enveloppe entourant les broches, et des orga nes pour r l'admission d'un gaz de stérilisation dans cette enveloppe afin d'y assurer une atmosphère aseptique,
cette enveloppe comportant un orifice de sortie continuellement ouvert à travers lequel les récipients fermés sont évacués et par lequel le gaz de stérilisation a la possibilité de s' échapper continuellement.
Une forme d'exécution de l'invention est représentée par les dessins schématiques annexés dans lesquels:
La fig. 1 est une vue en plan du dessus schématique d'une installation d'empaquetage ou de mise en boîtes d'aliments dans des conditions d'asepsie, tel que le prévoit l'invention.
La fig. 2 est une vue en élévation latérale avec une brisure de l'appareil d'obturation, la vue étant prise en principe à la hauteur de la ligne 2-2 en fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe transversale par la ligne 3-3 en fig. 2.
La fig. 4 est une vue en coupe verticale avec un arrachement par la ligne 4-4 en fig. 3.
La fig. 5 est une vue en coupe transversale avec un arrachement par la ligne 5-5 en fig. 4.
La fig. 6 est une vue en coupe verticale avec un arrachement par la ligne 6-6 en fig. 3.
L'installation qui est représentée schématiquement dans la fig. 1 constitue un système permettant t l'empa- quetage ou la mise en boîtes d'aliments dans des conditions d'asepsie, les récipients, en particulier des boîtes métalliques à embouchures ouvertes étant stérilisés, puis remplis d'un produit stérile, ensuite obturés à l'aide d'un couvercle également stérile, de façon que chaque récipient constitue une enveloppe hermétiquement close contenant le produit stérile. Ce système comprend un stéri lisateur r de récipients 15 comportant une section d'entrée 16 où les récipients vides sont amenés sur un transporteur en vue de pénétrer dans ce stérilisateulr 15 et de s'y déplacer.
Les récipients stérilisés sont évacués hors du stérilisateur 15 à travers un carter 17 puis pénètrent dans un tambour formant organe remplisseur 18 par lequel le produit t stérile (dans l'exemple un aliment comme du lait) est introduit dans les récipients. Une section de dérivation 19 est associée avec le carter 17 et l'organe remplisseur 18 afin de renvoyer à la section d'entrée 16 tous les récipients excédentaires ou plus généralement les récipients qui ne sont pas admis à l'intérieur de cet organe remplisseur 18.
Les récipients remplis sont t transportés depuis l'or- gane remplisseur 18 à travers une atmosphère stérile délimitée par un transporteur recouvert 20 vers l'appa reil d'obturation 21 qui peut être un appareil de sertis sage de boîtes métalliques. Au fur et à mesure que chaque récipient pénètre dans l'appareil d'obturation 21, un couvercle stérile est débité suivant le synchronisme requis à partir d'un stérilisateur de couvercles 22. Chaque récipient rempli et son couvercle sont alors réunis dans l'appareil d'obturation 21 afin d'envelopper hermétiquement le produit stérile placé à l'intérieur du récipient, puis les récipients désormais remplis sont évacués par l'intermédiaire d'un transporteur 23.
L'ensemble de l'installation, y compris le stérilisateur 15 des récipients, le stérilisateur 22 des couvercles, le carter 17, le transporteur 20, l'organe remplisseur 18 et l'appareil d'obturation 21 sont maintenus dans une atmosphère stérile. Pour maintenir cette atmosphère, un fluide gazeux tel que de la vapeur surchauffée à une température d'environ 2600 C approximativement à la pression atmosphérique, est continuellement dirigé dans l'ap pareil en des endroits appropriés. Dans s le système repré- senté, un réchauffeur 24, qui peut être par exemple du type alimenté par du gaz comme indiqué par le mécanisme à brûleur 25, comporte une distribution d'eau arrivant par un conduit d'admission 26.
Cette eau est transformée en vapeur surchauffée à l'intérieur du réchauffeur 24 et est débitée à des emplacements longeant l'appareil au moyen d'un conduit d'écoulement 27.
Dans l'appareil représenté, la source d'atmosphère stérile à l'intérieur de l'organe remplisseur 18 est t ména- gée en stérilisant de l'air pompé à travers le réchauffeur 24 à l'aide d'une soufflerie ou d'un ventilateur convenable et envoyé à cet organe remplisseur 18 par un collecteur 28 qui est représenté avec un arrachement dans la fig. 1 pour simplifier le dessin et pour permettre une représentation plus claire des éléments constitutifs du système autrement dissimulé par le collecteur. En ce qui concerne la présente invention, le stérilisateur 15 des récipients, L'organe de remplissage 18, le stérilisateur des couvercles 22, le réchauffeur 24, et les éléments constitutifs respectivement associés et intermédiaires sont tous de modèle classique.
L'appareil d'obturation 21 est un sertisseur de boîtes métalliques qui, dans la réalisation particulière représentée, peut être en majeure partie de structure classique, par exemple du modèle 60L dit (Angeluls > > fabriqué par la Société américaine dite Angelus s Sanitary Can
Machine Company ayant son siège à Los Angeles (Cali- fornie), Etats-Unis d'Amérique, et dont la structure et les caractéristiques de fonctionnement sont décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 2052620.
Ce dispositif comprend un socle 29 pourvu d'une tourelle porte-broches inférieure 30 supportée par lui et audessus de ce socle 29 plusieurs entretoises ou béquilles 31 et 32 s'étendant de bas en haut qui, dans le voisinage de leurs extrémités supérieures, comportent un carter à engrenage 33 monté sur elles. Au-dessous de ce carter 33 est suspendue une tourelle supérieure portant une tourelle sertisseuse 34 capable de tourner par rapport à lui. La tourelle inférieure 30 ainsi que la tourelle supé- rieure 34 peuvent tourner par rapport au socle 29 et aux béquilles 31 et 32. Les déplacements angulaires sont imprimés aux tourelles par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement 35 (fig. 3) et d'un engrenage (non représenté) logé à l'intérieur du carter supérieur 33 et du socle inférieur 29.
La tourelle inférieure 30 comprend un plateau 36 de forme générale annulaire supporté le long de la face supérieure d'une plate-forme 37 portée par le socle 29 et disposée rigidement par rapport à lui. Ce plateau 36 peut tourner par rapport à la plate-forme 37 et est muni de plusieurs broches s'étendant de bas en haut (il en est prévu six dans la construction représentée et qui sont désignées respectivement par les numéros 38a à 38f).
Chacune de ces broches 38 est munie d'un support ou bloc de portée 39 fixé invariablement au plateau 36 afin de participer à sa rotation. Chaque broche 38 comprend, en outre, une tige ou un arbre 40 capable d'aller et venir verticalement par rapport au bloc de portée 39 supportant le long de son extrémité supérieure un montant 41 apte à supporter un récipient rempli 42.
L'arbre 40 et le montant 41 porté par lui peuvent aller et venir verticalement entre une position supérieure (visible dans la fig. 4) dans laquelle le récipient et un couvercle supporté par lui sont déplacés de bas en haut pour venir fonctionnellement en prise avec l'une de plusieurs têtes sertisseuses 43 portées par la tourelle supé- rieure 34 et une position inférieure dans laquelle le récipient 42 et le couvercle appliqué sur lui sont déplacés de haut en bas à l'écart de la tête 43. La tourelle 34 est munie d'une tête de sertissage correspondant à chacune des broches 38 et ces diverses têtes sont t placées respec- tivement dans l'alignement vertical des broches.
Les déplacements alternatifs sont imposés à chaque arbre 40 et à son montant 41 tandis que la tourelle 30 tourne. Ces déplacements sont réalisés en principe par un mécanisme à came (non représenté) qui, suivant la position angulaire de la tourelle, abaisse la broche jus- qu'à une position de réception d'un récipient, puis soulève celui-ci contre un couvercle placé au-dessus afin d'assurer sa mise en place sur l'embouchure ouverte du récipient, ensuite l'engagement fonctionnel avec la tête sertisseuse associée 43, après quoi le récipient est abaissé pour permettre son évacuation hors de l'appareil d'obturation ainsi équipé.
Les récipients 42 sont placés de façon appropriée le long des montants respectifs 41 par un guide 44 affectant la forme d'une roue en étoile et muni de plusieurs creusures semi-circulaires dont chacune a des dimensions calculées de manière à loger un récipient 42 comme b montrent les fig. 3 et 4. Il est évident qu'il est prévu six creusures de ce genre qui sont désignées respectivement par 45a à 45f. Le guide 44 tourne avec la tourelle inférieure 30 pour maintenir continuellement une relation de positionnement prédéterminée par rapport aux broches 38.
La; tourelle supérieure 34 tourne en Isynchronisme avec Ia tourelle inférieure 30 et, en outre, chacune des têtes sertisseuses 43 tourne également pour exécuter son travail autour d'un axe la traversant et qui coïncide en principe avec l'axe longitudinal traversant le récipient 42 porté par le montant associé 41. Ce mouvement de rotation de la tête sertisseuse est nécessaire pour réunir chaque récipient à son couvercle.
De plus, la tête sertisseuse 43 comprend, dans le cas le plus fréquent, plusieurs rouleaux sertisseurs qui sont poussés vers l'intérieur par une action semblable à celle d'une came vers le bord supérieur du récipient pendant l'opération de sertissage, de sorte que des moyens (non représentés) doivent être prévus pour assurer ces déplacements vers l'intérieur des rouleaux.
Comme représenté en particulier par la fig. 3, les récipients, après avoir été remplis du produit stérile destiné à être renfermé dedans, avancent dans l'appareil d'obturation 21 en empruntant le transporteur 20 qui est constitué par une chaîne sans fin 46 équipée de plusieurs rebords 47 fixés à elle de distance en distance et étudiés de manière à attaquer respectivement les récipients 42 afin de pouvoir (comme représenté) les faire avancer vers la tourelle inférieure 30. La chaîne transporteuse 46 est actionnée en passant autour d'un barbotin d'entraînement et d'un barbotin monté fou (non représentés) et est agencée de manière à passer de haut en bas à travers un orifice 48 prévu à cet effet dans la paroi inférieure 49 de l'enveloppe sus-décrite.
Cet orifice 48 est allongé latéralement comme figuré en 50 pour permettre le mouvement de descente des rebords 47 de la chaîne 46 à travers la paroi 49 d'obturation du fond.
Le transporteur 20 agit t efficacement grâce à ses rebords 47 poulr déplacer chaque récipient 42 en vue de l'amener sur le montant d'une des broches 38. En même temps que les récipients 42 sont débités comme il vient d'être dit, les couvercles 51 avancent vers la tourelle 30 grâce à un mécanisme de transfert 52 faisant partie de l'appareil d'obturation. Ce mécanisme 52 comprend une piste délimitée par des rails interne et externe 53 et 54 et qui se termine au-dessus s de la tourelle inférieure 30 à un endroit tel qu'un couvercle 51 placé à l'extrémité interne de la piste (cet endroit étant appelé ci-après le poste d'alssemblage)))
soit essentiellement aligné avec un récipient alors supporté par le montant voisin, 41. Il en résulte que ce récipient 42 est en prise avec le cou vert. le aligné et applique celui-ci sur son extrémité ouverte quand il est déplacé de bas en haut vers le couvercle par l'arbre 40 et le montant 41.
Les couvercles 51 sont déplacés respectivement le long de la piste constituée par les rails 53 et 54 par plusieurs doigts de poussée 55 qui sont entraînés en rotation par un arbre 56 qui tourne en synchronisme avec l'arbre 35. La relation de minutage imposée aux récipients 42 et aux couvercles 51 est étudiée de telle sorte que chaque couvercle ; successif rencontre un récipient à proximité de l'extrémité de la piste, de telle sorte que le couvercle 51 puisse être appliqué sur ce récipient aligné 42, puis ultérieurement réuni à lui par la tête sertisseuse associée 43.
L'opération d'étanchéisation se déroule tandis que les tourelles déplacent angulairement chaque récipient depuis le poste d'assemblage occupé par la broche 38d (dans la fig. 3) jusqu'à la position occupée par la broche 38a dans cette figure. Au moment où le récipient fermé hermétiquement s'approche du poste d'évacuation Oc- cupé par la broche 38b, cette broche se trouve dans sa position la plus basse, et le récipient obturé hermétiquement qui est placé dessus est prêt à être poussé à l'écart du montant 41 par une roue en étoile 57 entraînée en rotation par un arbre 58 qui tourne en 'synchronisme sous l'action des arbres conjugués.
Cette roue en étoile 57 est munie de plusieurs creusures curvilignes orientées successivement et disposées de manière qu'un récipient hermétiquement obturé y soit placé et en vue de déplacer ce récipient anguilairement suivant un trajet curviligne défini par un guide 59 qui communique avec le transporteur d'évacuation 23 dont il a été parlé.
En plus de la paroi inférieure 49 susmentionnée, la structure d'enveloppement comprend un anneau 60 pourvu de plusieurs orifices circulaires espacés angulairement et alignés respectivement par rapport aux montants 41, de manière à assurer leur passage à travers eux. Pour la clarté de l'exposé, ces orifices sont désignés par 61, ce numéro étant pourvu des suffixes a à f pour désigner les orifices respectivement associés avec les broches 38a à 38f. L'anneau 60 est monté sur la tourelle inférieure 30 de façon à participer à sa rotaltion. A cet effet, plusieurs consoles de support 62 sont prévues et sont fixées à leurs extrémités inférieures au plateau 36 de la tourelle par des vis à tête 63. De façon analogue, les consoles 62 sont fixées à leurs ex, trémiktés sulpérieures à l'anneau 60 par r des vis à tête 64.
C'est ainsi, en par- ticulier que (comme le montre clairement la fig. 2), le plateau 36 est muni de plusieurs bossages 65 s'étendant de bas en haut placés dans l'alignement t respectif des consoles de support 62 pour les recevoir. Ces consoles 62 s'étendent de bas en haut sur une distance déterminée du plateau 36 et des bossages 65, de manière à maintenir l'anneau 60 à une hauteur prédéterminée au-dessus de e ce plateau.
Comme représenté dans la fig. 4, l'anneau 60 forme un élément relativement t épais de sa partie, supérieure à sa partie inférieure. La partie inférieure de chaque orifice 61 a un diamètre légèrement réduit. La transition entre cette partie inférieure de diamètre réduit et la par tie supérieure de l'orifice délimite un n épaulement annu- laire 66 formait siège. Le diamètre de la partie inférieure de l'orifice 61 n'est que légèrement supérieur r au dia- mètre externe du montant associé 41, de sorte qu'un emb & 1tement sans serrage exagéré est ménagé entre eux.
De façon correspondante, le diamètre de la partie supérieure de chaque orifice 61 n'est que légèrement plus grand que le diamètre externe de la bride 67 prévue sur le montant associé 41 le long de son bord supérieur, de telle sorte que cette bride puisse aller et venir librement par rapport à la partie supérieure de cet orifice. L'espace libre délimité entre les surfaces appareillées de chaque montant 41 et les parties supérieure et inférieure des orifices de l'anneau représente environ 0,25 mm à 0,50mu dans chaque cas.
Le plateau 49 comporte un orifice central 68 d'assez grandes dimensions ayant une configuration circulaire et dont les dimensions sont calculées pour être approximativement égaies au diamètre externe de l'anneau 60 qui, comme on le voit, a un périmètre circulaire. Comme ceci est plus complètement décrit t ci-après, le plateau 49 est un élément fixe et l'anneau 60 tourne par rapport à lui. L'espace libre ménagé entre les surfaces voisines du plateau 49 et de l'anneau 60 représente environ 0,25 mm à 0,50 mm comme cela est le cas de l'anneau et des surfaces voisines des montants 41.
Un espace libre semblable est ménagé entre la surface interne de l'anneau 60 et la surface externe 69 d'un collier interne 70 fixé à un montant central 71 de l'appareil d'obturation, notamment au moyen de plusieurs vis 72. Il est évident que les surfaces opposées de l'anneau 60 et du collier 70 sont circulaires et que ce collier Itourne avec cet anneau puisque l'élément 71 du carter auquel il est fixé participe à la rotation de e la tourelle inférieure 30.
Comme indiqué dans ce qui précède, la plateau 49 ainsi que l'anneau 60, les montants 41 et le collier 70 forment par leur ensemble la paroi inférieure de e l'enve- loppe sus-indiquée. Bien que l'anneau 60, les montants 41 et le collier 70 soient entraînés en rotation par la tourelle inférieure 30, le plateau est immobile en raison de sa fixation au socle 29 de l'appareil par l'intermédiaire des béquilles 31 et 32. Comme le montre la fig. 3, le plateau 49 peut être établi en deux ou plusieurs sections en vue de son assemblage (de même d'ailleurs que l'anneau 60) et est monté fixement par rapport à la béquille 31 grâce à un collier 73 serré ou autrement fixé à lui et auquel le plateau 49 est amarré, notamment par des vis à tête 74.
De façon analogue, le plateau 49 est fixé à la béquille 32 par un collier 75 et des vis à tête 76.
Le long de la partie arrière du plateau 49, elle peut être fixée à des éléments appropriés du u carénage de l'appa- reil d'obturation en vue d'assurer le support t requis, notamment grâce à des vis à tête 77 (visibles dans la fig. 3) traversant le plateau et vissées dans un élément 78 du bâti constitué par l'appareil d'obturation ou son mécanisme de transfert 52.
L'appareil d'obturation comprend également plusieurs parois s'étendant de bas en haut désignées dans leur ensemble par 79. Ces parois 79 sont fixées amoviblement au plateau 49, notamment au moyen de vis à tête 80 puisque la dimension verticale de l'enveloppe doit être modifiée quand l'appareil d'obturation est réglé pour recevoir des récipients 42 ayant des hauteurs différentes.
Comme clairement représenté par les fig. 2 et 3, les éléments de parois 81, 82 et 83 s'étendant de bas en haut qui comprennent une partie de la paroi 79 sont respectivement munis de portes 84, 85, 86 qui permettent l'accès à l'intérieur de l'enveloppe. Ces portes peuvent être montées à charnières, sur les éléments de parois respectivement associés, afin de pouvoir pivoter et peuvent être pourvues d'agrafes de type classique pour r permettre leur ouverture et leur fermeture sélectives. Ces charnières et ces agrafes sont visibles dans les fig. 2 et 3 et, pour permettre une meilleure identification, la charnière de la porte 85 est désignée par 87, et son agrafe par 88.
L'enveloppe est munie, en outre, d'une plaque 89 formant sa paroi supérieure placée à quelque distance du plateau inférieur 49 et orientée en principe parallèlement à lui. La plaque supérieure 89 peut être supportée en partie par des colliers 90 et 91 serrés respectivement contre les béquilles 31 et 32 et dont la paroi supérieure est fermement assujettie à elles notamment par des vis à tête. La plaque -supérieure 89 est munie d'un bord interne circulaire 92 disposé en face et à quelque distanoe de la surface externe 93 de la tourelle supérieure 34 pour permettre à celle-ci (en particulier à cette surface 93) de tourner par rapport à la paroi supérieure.
L'espace libre entre les surfaces opposées 92 et 93 est de l'ordre de 0,25mu à 0,50mu comme c'est le cas des surfaces mobiles opposées dont il a été parlé.
Les éléments de parois 79 s'étendant de bas en haut sont fixés amoviblement à la plaque 'supérieure 89 au moyen de vis à tête 94 afin de permettre à oes parois dirigées vers le haut d'être remplacées par des parois verticales de dimensions différentes afin d'accommeoder un changement de hauteur des boîtes 42 en cours de traitement dans l'appareil comme ceci a déjà été décrit.
Comme représenté dans la fig. 1, un conduit d'alimentation ou d'arrivée 95 est relié au conduit d'évacuation 27 venant du réchauffeur 24 et s'étend généralement le long de la plaque supérieure 89 jusqu'à un point où il est rabattu vers le bas et fait saillie à travers l'orifice ménagé pour le recevoir dans la paroi supérieure et à l'intérieur de l'enveloppe. Intérieurement à celle-ci, le conduit 95 est accouplé par Fintermédiaire d'un raccord en T96 à deux conduits de distribution 97 et 98 disposés en principe horizontalement l'un n au-dessus de l'autre et s'étendant par conséquent parallèlement aux parois inférieure 49 et supérieure 89 du carénage.
Ces conduits de distribution 97 et 98 sont encapuchonnés à leurs extrémités et peuvent être supportés respectivement par des consoles 99 et 100 à profil en L qui sont fixées respectivement à la paroi supérieure 89 et à la paroi inférieure 49 de l'enveloppe. Chaque conduit de distribution est muni (comme représenté dans les fig. 3 et 4) de plusieurs orifices d'écoulement 101 orientés vers l'intérieur dans le cas du conduit 97, et 102 dans le cas du conduit 98, a travers lesquels le gaz stérilisé est évacué à l'intérieur de l'enveloppe pour y entretenir une atmosphère aseptique.
La partie principale de l'échappement de gaz stérilisé à partir de l'enveloppe se produit par l'orifice d'écoulement 103 ménagé dans la paroi 82 s'étendant de bas en haut de l'enveloppe et orienté dans l'alignement de la partie 23 du transporteur d'écoulement placé à l'extérieur de la paroi 82. Dans l'alignement de l'orifice d'écoulement 103 et à l'intérieur de l'enveloppe se trouvent deux guides 104 et 105 dont chacun affecte la forme d'une cornière à profil en L boulonnée ou autrement fixée au plateau inférieur 49 de l'enveloppe. Ces guides 104 et 105 délimitent entre eux un canal 106 dimensionné pour permettre le passage des récipients 42 vers l'extérieur en passant par l'orifice de sortie 103.
Comme visible dans la fig. 3, le guide 104 se trouve dans l'ali gnement du guide curviligne 59 dont il forme le prolongemment
I1 ne se produit qu'un très faible échappement de gaz vers l'atmosphère par l'entrée donnant accès à l'enveloppe puisque cette entrée relie une extrémité du transporteur couvert 20 qui est relié à son autre extrémité à un organe de remplissage 18 constitué par un tambour fermé de façon qu'une atmosphère aseptique puisse y être maintenue.
Le gaz sltérile qui se trouve dans ren- veloppe peut cependant s'échapper en passant par l'orifice 48 qui permet le passage de la chaîne transporteuse 46 et peut s'échapper, en outre, à travers un orifice 107 de rejet des couvercles ménagé dans la porte latérale 84 s'étendant vers le haut de l'enveloppe.
Comme clairement représenté dans la fig. 6, I'ori- fice de rejet 107 communique avec une goulotte 108 montée à l'intérieur de l'enveloppe et qui est orientée en principe vers le bas et vers l'extérieur. L'entrée donnant accès à cette goulotte 108 est désignée par 109 ; elle se trouve en principe dans l'alignement, dans les directions verticale et transversale, de l'ex, trémité terminale de la piste empruntée par les couvercles et constituée par les rails 53 et 54.
La fonction de cet équipement de rejet constitué par les orifices 107 et 109 ainsi que par la goulotte 108 est d'évacuer les couvercles 51 qui avancent à l'intérieur de l'appareil d'obturation par le mécanisme de transfert 52 et qui, pour une raison ou une autre, ne rencontrent pas un récipient 42 et ne sont donc pas immédiatement utilisés dans l'appareil d'obturation.
A cet égard, chacun des doigts de poussée 55 qui sont entraînés selon un trajet orbital par l'arbre 56 pour parcourir un trajet curviligne défini en partie par les rails 53 et 54 constituant la piste est magnétisé et engendre par conséquent une force d'enserrage 'sur le couvercle 51 qui est en contact avec lui. En principe, les couvercles sont constitués par un métal à propriétés magnétiques tel que de l'acier qui est effectivement engainé par une matière de revêtement convenable telle que de la Isoudure à base d'étain et (ou) de la laque selon la pratique connue. Il en résulte que chaque couvercle 51 est attiré magnétiquement contre le doigt de poussée associé 55 pour être en engagement t positif avec lui.
Cette liaison positive entre un doigt et le couvercle est maintenue tandis que le couvercle avance le long de la piste vers le poste d'assemblage délimité par l'emplacement de la broche 38il visible dans la fig. 3.
Dans le poste d'assemblage, la broche qui s'y trouve se meut de bas en haut pour déplacer un récipient 42 monté sur elle et l'amener en prise avec un couvercle 51 disposé an-dessus, afin de solliciter ce couvercle et la partie terminale supérieure du récipient à l'i, ntérieur de la tête de sertissage associée 43 pour que celle-ci réalise la liaison entre le récipient et son couvercle. Ce mouvement de montée du récipient agit efficacement pour dégager le couvercle de l'enserrage magnétique du doigt de poussée voisin.
Toutefois, s'il n'y a pas de récipient 42 placé au moment considéré sur la broche qui se meut de bas en haut, le couvercle 51 placé au-dessus n'est pas s sous- trait à l'enserrage du doig
Device for sealing containers
This invention relates to an apparatus for the closure of containers, such as cans, in which containers filled with the product to be preserved are placed respectively on several reciprocating spits for their assembly with lids. as the pins are angularly moved along a path closed by a rotating pin holder turret to advance each container and its cover from the inlet to the outlet of the apparatus.
The object of the invention is to obtain the occlusion of the receptacles in a manner ensuring the sterility of the contents of these receptacles.
The apparatus according to the invention is characterized by a ring carried by the turret in order to rotate with it and provided with several orifices respectively receiving the pins and dimensioned so as to allow these pins to come and go, a fixed bottom wall leaving a surface oriented towards this ring, leaving sufficient clearance to allow their relative rotations, several wall elements extending upwards and integral with this lower wall, an upper wall fixed to these wall elements, the lower wall, the elements walls, the upper wall and the ring forming an envelope surrounding the pins, and organs for the admission of a sterilization gas into this envelope in order to ensure an aseptic atmosphere therein,
this envelope comprising a continuously open outlet through which the closed containers are discharged and through which the sterilization gas has the possibility of continuously escaping.
One embodiment of the invention is represented by the appended schematic drawings in which:
Fig. 1 is a schematic top plan view of an aseptic food packaging or canning installation as contemplated by the invention.
Fig. 2 is a side elevational view with a break in the shutter apparatus, the view being taken in principle at the level of line 2-2 in FIG. 1.
Fig. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2.
Fig. 4 is a view in vertical section with a cutaway through the line 4-4 in FIG. 3.
Fig. 5 is a cross-sectional view with a cut away through line 5-5 in FIG. 4.
Fig. 6 is a vertical sectional view with a cutaway through line 6-6 in FIG. 3.
The installation which is shown schematically in FIG. 1 constitutes a system allowing t the packaging or boxing of food under aseptic conditions, the receptacles, in particular metal cans with open mouths being sterilized, then filled with a sterile product, then sealed. using a lid which is also sterile, so that each container constitutes a hermetically sealed envelope containing the sterile product. This system comprises a container sterilizer 15 having an inlet section 16 where empty containers are conveyed on a conveyor for entering and moving through this sterilizer 15.
The sterilized containers are evacuated from the sterilizer 15 through a casing 17 and then enter a drum forming a filling member 18 through which the sterile product (in the example a food such as milk) is introduced into the containers. A bypass section 19 is associated with the casing 17 and the filling member 18 in order to return to the inlet section 16 all the excess containers or more generally the containers which are not admitted inside this filling member 18. .
The filled containers are transported from the filling member 18 through a sterile atmosphere delimited by a covered conveyor 20 to the sealing apparatus 21 which may be a can crimping apparatus. As each container enters the closure device 21, a sterile lid is delivered at the required timing from a lid sterilizer 22. Each filled container and its lid are then brought together in the device. closure 21 in order to hermetically wrap the sterile product placed inside the container, then the containers now filled are evacuated by means of a conveyor 23.
The whole installation, including the sterilizer 15 of the containers, the sterilizer 22 of the lids, the housing 17, the conveyor 20, the filling member 18 and the sealing apparatus 21 are kept in a sterile atmosphere. To maintain this atmosphere, a gaseous fluid such as superheated steam at a temperature of about 2600 C approximately at atmospheric pressure is continuously directed into the apparatus at appropriate locations. In the system shown, a heater 24, which may for example be of the gas fed type as indicated by the burner mechanism 25, has a distribution of water arriving through an inlet duct 26.
This water is transformed into superheated steam inside the heater 24 and is discharged to locations along the apparatus by means of a flow duct 27.
In the apparatus shown, the source of sterile atmosphere within the filler member 18 is provided by sterilizing air pumped through the heater 24 using a blower or blower. a suitable fan and sent to this filling member 18 by a manifold 28 which is shown with a cutaway in FIG. 1 to simplify the drawing and to allow a clearer representation of the constituent elements of the system otherwise concealed by the manifold. With regard to the present invention, the container sterilizer 15, the filling member 18, the lid sterilizer 22, the heater 24, and the respective associated and intermediate components are all of conventional design.
The closure device 21 is a crimper for metal cans which, in the particular embodiment shown, may be for the most part of a conventional structure, for example of the so-called 60L model (Angeluls>> manufactured by the American company called Angelus s Sanitary Can
Machine Company having its registered office in Los Angeles, California, United States of America, and whose structure and operating characteristics are described in United States Patent No. 2052620.
This device comprises a base 29 provided with a lower spindle holder turret 30 supported by it and above this base 29 several spacers or crutches 31 and 32 extending from bottom to top which, in the vicinity of their upper ends, comprise a gear case 33 mounted on them. Below this casing 33 is suspended an upper turret carrying a crimping turret 34 capable of rotating relative to it. The lower turret 30 as well as the upper turret 34 can rotate relative to the base 29 and to the legs 31 and 32. The angular displacements are imparted to the turrets by means of a drive shaft 35 (FIG. 3). and a gear (not shown) housed inside the upper casing 33 and the lower base 29.
The lower turret 30 comprises a plate 36 of generally annular shape supported along the upper face of a platform 37 carried by the base 29 and arranged rigidly with respect to it. This plate 36 is rotatable relative to the platform 37 and is provided with several pins extending from bottom to top (six are provided in the construction shown and which are designated respectively by the numbers 38a to 38f).
Each of these pins 38 is provided with a support or bearing block 39 invariably fixed to the plate 36 in order to participate in its rotation. Each pin 38 further comprises a rod or shaft 40 capable of moving back and forth vertically with respect to the bearing block 39 supporting along its upper end an upright 41 capable of supporting a filled container 42.
The shaft 40 and the post 41 carried by it can move back and forth vertically between an upper position (visible in Fig. 4) in which the container and a cover supported by it are moved from bottom to top to functionally engage with it. one of several crimping heads 43 carried by the upper turret 34 and a lower position in which the container 42 and the cover applied to it are moved up and down away from the head 43. The turret 34 is provided with a crimping head corresponding to each of the pins 38 and these various heads are placed respectively in the vertical alignment of the pins.
The alternative movements are imposed on each shaft 40 and its upright 41 while the turret 30 rotates. These movements are carried out in principle by a cam mechanism (not shown) which, depending on the angular position of the turret, lowers the spindle to a position for receiving a container, then lifts the latter against a cover. placed above in order to ensure its positioning on the open mouth of the container, then functional engagement with the associated crimping head 43, after which the container is lowered to allow its evacuation out of the closure device well equipped.
The containers 42 are suitably placed along the respective uprights 41 by a guide 44 in the shape of a star wheel and provided with several semi-circular recesses each of which has dimensions calculated so as to accommodate a container 42 as b show fig. 3 and 4. It is obvious that six such hollows are provided which are designated respectively by 45a to 45f. Guide 44 rotates with lower turret 30 to continually maintain a predetermined positioning relationship with respect to pins 38.
The; upper turret 34 rotates in isynchronism with the lower turret 30 and, moreover, each of the crimping heads 43 also rotates to perform its work around an axis passing through it and which coincides in principle with the longitudinal axis passing through the container 42 carried by the associated upright 41. This rotational movement of the crimping head is necessary to join each container to its cover.
In addition, the crimping head 43 comprises, in the most frequent case, several crimping rollers which are pushed inwards by an action similar to that of a cam towards the upper edge of the container during the crimping operation. so that means (not shown) must be provided to ensure these movements towards the inside of the rollers.
As shown in particular by FIG. 3, the containers, after having been filled with the sterile product intended to be enclosed therein, advance into the closure device 21 by borrowing the conveyor 20 which consists of an endless chain 46 equipped with several flanges 47 attached to it with distance in distance and studied so as to attack respectively the containers 42 in order to be able (as shown) to make them advance towards the lower turret 30. The conveyor chain 46 is actuated by passing around a drive sprocket and a sprocket mounted loose (not shown) and is arranged so as to pass from top to bottom through an orifice 48 provided for this purpose in the lower wall 49 of the casing described above.
This orifice 48 is elongated laterally as shown at 50 to allow the downward movement of the flanges 47 of the chain 46 through the wall 49 closing off the bottom.
The conveyor 20 acts efficiently thanks to its flanges 47 to move each container 42 with a view to bringing it onto the post of one of the pins 38. At the same time that the containers 42 are debited as has just been said, the Lids 51 advance towards the turret 30 by virtue of a transfer mechanism 52 forming part of the closure apparatus. This mechanism 52 comprises a track delimited by internal and external rails 53 and 54 and which ends above the lower turret 30 at a place such as a cover 51 placed at the internal end of the track (this place being called hereafter the alssemblage station)))
is essentially aligned with a container then supported by the neighboring upright 41. The result is that this container 42 is engaged with the green neck. aligned and applies it to its open end as it is moved up and down towards the cover by shaft 40 and post 41.
The lids 51 are respectively moved along the track formed by the rails 53 and 54 by several thrust fingers 55 which are driven in rotation by a shaft 56 which rotates in synchronism with the shaft 35. The timing relationship imposed on the containers 42 and lids 51 is designed so that each lid; successive encounter a container near the end of the track, so that the cover 51 can be applied to this aligned container 42, then subsequently joined to it by the associated crimping head 43.
The sealing operation takes place while the turrets angularly move each container from the assembly station occupied by the spindle 38d (in fig. 3) to the position occupied by the spindle 38a in this figure. By the time the sealed container approaches the discharge station occupied by pin 38b, this pin is in its lowest position, and the sealed container placed over it is ready to be pushed out. 'difference of the upright 41 by a star wheel 57 driven in rotation by a shaft 58 which rotates in synchronism under the action of the conjugate shafts.
This star wheel 57 is provided with several curvilinear recesses oriented successively and arranged so that a hermetically sealed container is placed therein and with a view to moving this container angularly along a curvilinear path defined by a guide 59 which communicates with the conveyor. evacuation that was mentioned.
In addition to the aforementioned lower wall 49, the enveloping structure comprises a ring 60 provided with several circular orifices spaced angularly and aligned respectively with respect to the uprights 41, so as to ensure their passage through them. For clarity of the description, these orifices are designated by 61, this number being provided with the suffixes a to f to designate the orifices respectively associated with the pins 38a to 38f. The ring 60 is mounted on the lower turret 30 so as to participate in its rotation. For this purpose, several support brackets 62 are provided and are fixed at their lower ends to the plate 36 of the turret by cap screws 63. Similarly, the brackets 62 are fixed to their ex, trémiktés sulpérieur to the ring 60 by r 64 screws.
Thus, in particular (as clearly shown in Fig. 2), the tray 36 is provided with several bosses 65 extending from bottom to top placed in the respective alignment t of the support brackets 62 for receive them. These consoles 62 extend from bottom to top over a determined distance from the plate 36 and the bosses 65, so as to maintain the ring 60 at a predetermined height above this plate.
As shown in fig. 4, the ring 60 forms a relatively thick element of its part, upper than its lower part. The lower part of each orifice 61 has a slightly reduced diameter. The transition between this lower part of reduced diameter and the upper part of the orifice delimits an annular shoulder 66 formed a seat. The diameter of the lower part of the orifice 61 is only slightly greater than the external diameter of the associated post 41, so that an undue tight fit is provided between them.
Correspondingly, the diameter of the top of each hole 61 is only slightly larger than the outer diameter of the flange 67 provided on the associated post 41 along its top edge, so that this flange can fit. and come freely relative to the upper part of this orifice. The free space delimited between the mating surfaces of each upright 41 and the upper and lower parts of the holes in the ring represents approximately 0.25 mm to 0.50 mu in each case.
The plate 49 has a central orifice 68 of fairly large dimensions having a circular configuration and the dimensions of which are calculated to be approximately equal to the external diameter of the ring 60 which, as can be seen, has a circular perimeter. As will be more fully described below, the plate 49 is a fixed member and the ring 60 rotates relative to it. The free space formed between the neighboring surfaces of the plate 49 and of the ring 60 represents approximately 0.25 mm to 0.50 mm as is the case with the ring and the neighboring surfaces of the uprights 41.
A similar free space is provided between the internal surface of the ring 60 and the external surface 69 of an internal collar 70 fixed to a central upright 71 of the closure device, in particular by means of several screws 72. It is evident that the opposite surfaces of the ring 60 and of the collar 70 are circular and that this collar rotates with this ring since the element 71 of the housing to which it is attached participates in the rotation of the lower turret 30.
As indicated in the foregoing, the plate 49 as well as the ring 60, the uprights 41 and the collar 70 together form the lower wall of the casing indicated above. Although the ring 60, the uprights 41 and the collar 70 are driven in rotation by the lower turret 30, the plate is stationary due to its attachment to the base 29 of the apparatus by means of the crutches 31 and 32. As shown in fig. 3, the plate 49 can be established in two or more sections with a view to its assembly (as also the ring 60) and is fixedly mounted relative to the crutch 31 by means of a clamp 73 tightened or otherwise fixed to him and to which the plate 49 is anchored, in particular by screws with head 74.
Similarly, the plate 49 is fixed to the stand 32 by a collar 75 and cap screws 76.
Along the rear part of the plate 49, it can be attached to appropriate elements of the shroud of the shutter device in order to provide the required support t, in particular by means of cap screws 77 (visible in Fig. 3) passing through the plate and screwed into an element 78 of the frame consisting of the shutter device or its transfer mechanism 52.
The closure apparatus also comprises several walls extending from bottom to top designated as a whole by 79. These walls 79 are removably fixed to the plate 49, in particular by means of cap screws 80 since the vertical dimension of the casing must be changed when the closure apparatus is set to receive receptacles 42 having different heights.
As clearly represented by Figs. 2 and 3, the wall elements 81, 82 and 83 extending from bottom to top which comprise a part of the wall 79 are respectively provided with doors 84, 85, 86 which allow access to the interior of the wall. envelope. These doors can be mounted on hinges, on the respective associated wall elements, in order to be able to pivot and can be provided with clips of the conventional type to allow their selective opening and closing. These hinges and clips are visible in fig. 2 and 3 and, for better identification, the door hinge 85 is designated by 87, and its clip by 88.
The casing is also provided with a plate 89 forming its upper wall placed at some distance from the lower plate 49 and oriented in principle parallel to it. The upper plate 89 can be supported in part by collars 90 and 91 clamped respectively against the crutches 31 and 32 and the upper wall of which is firmly secured to them, in particular by head screws. The upper plate 89 is provided with a circular internal edge 92 disposed opposite and at some distance from the external surface 93 of the upper turret 34 to allow the latter (in particular this surface 93) to rotate with respect to the top wall.
The free space between the opposing surfaces 92 and 93 is of the order of 0.25mu to 0.50mu as is the case of the opposing mobile surfaces of which it has been spoken.
The bottom-to-top wall members 79 are removably attached to the top plate 89 by means of cap screws 94 to allow the upward facing walls to be replaced by vertical walls of different dimensions in order. to accommodate a change in the height of the boxes 42 being processed in the apparatus as has already been described.
As shown in fig. 1, a supply or inlet duct 95 is connected to the exhaust duct 27 coming from the heater 24 and extends generally along the top plate 89 to a point where it is folded down and made. projection through the orifice made to receive it in the upper wall and inside the casing. Internally thereto, the duct 95 is coupled via a T96 connector to two distribution ducts 97 and 98 arranged in principle horizontally one above the other and therefore extending parallel to the two. lower 49 and upper 89 walls of the fairing.
These distribution conduits 97 and 98 are capped at their ends and can be supported respectively by consoles 99 and 100 with an L-profile which are fixed respectively to the upper wall 89 and to the lower wall 49 of the casing. Each distribution duct is provided (as shown in Figs. 3 and 4) with several flow orifices 101 oriented inwardly in the case of duct 97, and 102 in the case of duct 98, through which the gas sterilized is evacuated inside the envelope to maintain an aseptic atmosphere.
The main part of the escape of sterilized gas from the casing occurs through the flow port 103 in the wall 82 extending from the bottom to the top of the casing and oriented in alignment with the casing. part 23 of the flow conveyor placed outside the wall 82. In line with the flow orifice 103 and inside the casing are two guides 104 and 105, each of which has the shape an L-shaped angle iron bolted or otherwise fixed to the lower plate 49 of the casing. These guides 104 and 105 define between them a channel 106 dimensioned to allow the passage of the containers 42 to the outside through the outlet orifice 103.
As visible in fig. 3, the guide 104 is located in the alignment of the curvilinear guide 59, of which it forms the extension
There is only a very small escape of gas to the atmosphere through the inlet giving access to the casing since this inlet connects one end of the covered conveyor 20 which is connected at its other end to a filling member 18 formed by a closed drum so that an aseptic atmosphere can be maintained.
The slterile gas which is in the casing can however escape by passing through the orifice 48 which allows the passage of the conveyor chain 46 and can escape, in addition, through an orifice 107 for rejecting the covers provided. in the side door 84 extending upward from the casing.
As clearly shown in fig. 6, the discharge port 107 communicates with a chute 108 mounted inside the casing and which is in principle oriented downward and outward. The entrance giving access to this chute 108 is designated by 109; it is in principle in alignment, in the vertical and transverse directions, of the former terminal end of the track taken by the covers and formed by the rails 53 and 54.
The function of this reject equipment consisting of the orifices 107 and 109 as well as the chute 108 is to evacuate the lids 51 which advance inside the closure device by the transfer mechanism 52 and which, for one reason or another, do not meet a container 42 and therefore are not immediately used in the closure apparatus.
In this regard, each of the thrust fingers 55 which are driven in an orbital path by the shaft 56 to travel a curvilinear path defined in part by the rails 53 and 54 constituting the track is magnetized and consequently generates a gripping force 'on the cover 51 which is in contact with it. In principle, the lids are made of a metal with magnetic properties such as steel which is effectively sheathed with a suitable coating material such as tin-based insulation and (or) lacquer according to known practice. . As a result, each cover 51 is magnetically attracted against the associated pushing finger 55 to be in positive t engagement with it.
This positive connection between a finger and the cover is maintained as the cover advances along the track towards the assembly station delimited by the location of the pin 38il visible in FIG. 3.
In the assembly station, the spindle therein moves upwards to move a container 42 mounted on it and bring it into engagement with a cover 51 disposed above, in order to urge this cover and the upper end part of the container inside the associated crimping head 43 so that the latter makes the connection between the container and its cover. This upward movement of the container acts effectively to disengage the cover from the magnetic clamping of the neighboring push finger.
However, if there is no receptacle 42 placed at the moment in question on the spindle which moves from bottom to top, the cover 51 placed above is not subtracted from the gripping of the finger.