EP1499556B1 - Bec de remplissage a commande electromagnetique - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an electromagnetically controlled filler nozzle.
- a filling spout comprising a tubular body in which are mounted a valve extending opposite a valve seat and a magnetic actuating element associated with a coil outside the tubular body and connected to the valve by a body of axial coupling.
- the assembly thus formed is rigid radially so that to ensure accurate positioning of the valve relative to the valve seat so as to achieve a satisfactory seal, it is necessary not only that the valve is precisely guided coaxially to the valve seat but also that the magnetic actuating element is guided very precisely coaxially with the valve, which causes very significant manufacturing constraints.
- valve and the magnetic actuating element must be rigorously coaxial with each other and when the body of the filling spout is formed of several assembled elements, it is necessary that the body elements are mounted with respect to each other in a strictly coaxial manner.
- a first object of the invention is to provide a filling spout operating satisfactorily while being less expensive to manufacture than previous filling spouts.
- a second object of the invention is to provide a filling spout that can easily be adapted to different products.
- a filling nozzle of the aforementioned type in which the organ coupling member comprises two elements coupled in a connection comprising a radial clearance.
- the control function exerted by the magnetic actuating element is thus dissociated from the shutter function performed by the valve so that the various elements making up the filling spout can be made separately and assembled according to a mounting in which they do not are not strictly coaxial without the operation of the filling spout being affected.
- valve and the magnetic actuating element are mounted in separate body members connected by a quick coupling member, and the coupling elements are dissociable. It is thus possible to quickly achieve different combinations of the control member and the closure member.
- one of the elements of the coupling member is a C-stirrup and the other element is a pin having a head engaged between the branches of the stirrup.
- the filling spout comprises a secondary shutter disposed downstream of the valve and rigidly connected thereto, and the body of the filling spout has a restriction opposite the secondary shutter, secondary shutter and the restriction having appropriate dimensions and positioning so that when the shutter closes the secondary shutter has with the restriction opposite a fair play just enough to retain by capillarity a liquid contained in the body between the valve and the secondary shutter. Without risk of interfering with the closure action of the valve, thus maintains in the filling spout a sufficient amount of product to avoid a fault formation of the product jet when opening the valve.
- the filling spout according to the invention comprises a tubular body 1 comprising three body members 1.1, 1.2 and 1.3 interconnected by quick coupling members 2 and respectively containing the elements providing the functions of control, shutter and outlet nozzle or secondary filling of the filling nozzle according to the invention.
- the control function is provided by a magnetic actuating element 3 mounted to slide in the body member 1.1.
- the magnetic actuating element 3 comprises a solid magnetic core 4 provided at its periphery with guide vanes 5 which provide precise guidance of the core 4 inside the element. body 1.1 while allowing the flow of a product between the core 4 and the inner face of the body member 1.1.
- the body member 1.1 is made of non-magnetic material, and is surrounded by a coil 6 connected by a feed wire 9 to unrepresented feed means to form an electromagnetic actuator.
- the coil 6 is further surrounded by rings of magnetic material 7 surrounding a ring 8 forming a permanent magnet, for example a ferrite ring whose permanent magnetization field extends in an axial direction of the coil 6.
- a permanent magnet for example a ferrite ring whose permanent magnetization field extends in an axial direction of the coil 6.
- the coil 6 is further covered by plates of magnetic material 10 whose periphery is in contact with the rings 7.
- the ferrite ring 8 is preferably sized to exert on the actuating element magnetic force 3 a force almost equal to the weight of this element and associated equipment, so that only a very small current in the coil is required to cause a displacement of the magnetic actuating element 3.
- the body member 1.2 contains a valve 11 associated with a guide rod 12 having guide vanes 13 mounted to slide in a cylindrical bore 14 of the body member 1.2.
- the bore 14 comprises a chamfer 15 forming a seat for the valve 11 (see figure 2 ).
- the valve 11 comprises a hub 16 on which is mounted an O-ring 17.
- the hub 16 has a length greater than the diameter of the O-ring 17 so that the O-ring 17 is mounted on the hub 16 with an axial clearance allowing the seal 17 to slide on the hub, which makes it possible to perform an effective cleaning of the flap.
- the link between the magnetic actuating element 3 and the valve 11 is provided by a coupling member 18.
- the coupling member comprises a C-shaped stirrup 19 connected to the magnetic actuating member 3 by a connecting rod 20.
- the branches of the stirrup 19 frame a pin 21 comprising a rod 22 fixed to the valve 11 and a head 23 engaged in the stirrup 19.
- the rod 22 and the head 23 are mounted in the caliper with a radial clearance so that the precise sliding of the magnetic actuating member 3 in the body member 1.1 and the precise sliding of the valve 11 in the body member 1.2 are not affected even if the body elements 1.1 and 1.2 are not rigorously coaxial mounted.
- the body member 1.3 contains a secondary shutter 24 which is fixed, for example by screwing, to the lower end of the guide rod 12 of the valve.
- the secondary shutter 24 has an elongate conical lower portion 25 extending facing a conical restriction 26 of the body member 1.3.
- the secondary shutter 24 is mounted at the lower end of the guide rod 12 of the valve, the latter not being equipped of the O-ring 17.
- the hub 16 of the valve is then engaged in the body member 1.2 until the hub 16 extends projecting and the seal 17 is put in place.
- the body member 1.3 is attached to the body member 1.2.
- the magnetic actuating member 3 is engaged in the body member 1.1 and then the assembly comprising the valve 11 is first shown off-set opposite the body member 1.1 to bring the head 23 level.
- the opening of the stirrup 19 and the body element 1.2 is brought coaxially to the body member 1.1 to engage the head 23 between the branches of the stirrup 19.
- the body elements 1.1 and 1.2 are then assembled by means of the quick coupling member 2.
- the O-ring 17 bears on the seat 15 and the secondary shutter 25 extends near the restriction 26 in the body member 1.3.
- the dimensions and the relative positioning of the conical portion and the restriction 26 are provided so that in the closed position of the valve as illustrated, the conical portion 25 of the secondary shutter is spaced from the restriction 26 with a game just enough to retain by capillarity the product contained in the body elements 1.2 and 1.3.
- the magnetic actuating element 3 is shifted downwardly relative to the coil 6, the stirrup 19 bearing on the head 23 of the pin 21.
- the coil is energized and the element magnetic actuator 3 is driven upwards as illustrated by the figure 2 . In this position, the valve 11 is open and the secondary shutter 24 is in a position allowing flow of the product.
- the elongated portion 25 of the secondary shutter 24 realizes with the restriction 26 of the element body 1.3 a passage which ensures a maintenance of the flow of the product in a laminar regime.
- Such a secondary shutter is useful for packaging product having a tendency to foam during a turbulent flow such as milk.
- the figure 3 illustrates an alternative embodiment in which the secondary shutter has been removed and the body member 1.3 contains only anti-foam grids 27.
- This embodiment can be used in particular for the conditioning of water.
- the seal 17 of the valve 11 is mounted axially movable, and is then advantageously provided a hub 16 having a groove in which the O-ring 17 is embedded.
- the figure 4 illustrates another variant embodiment in which the secondary shutter 28 has a small height, which makes it possible to reduce the bulk of the assembly obtained when it is not necessary to ensure a laminar flow of the product at the outlet of the beak.
- the figure 5 illustrates an alternative embodiment of the valve in which the hub 16 is provided with a skirt 29 in which are made notches 30, which allows a more gradual evolution of the flow when opening or closing the valve .
- the figure 6 illustrates a magnetic actuator comprising a tubular core 31.
- This type of actuator is preferable for thick products such as oil or products containing pulp.
- the device according to the invention has been illustrated with a coupling member comprising a C-bracket associated with a pin, which allows not only rapid assembly but also effective cleaning without the need to disassembly can be used other coupling members having a radial clearance, for example a bayonet coupling member.
Landscapes
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
- Supply Of Fluid Materials To The Packaging Location (AREA)
Abstract
Description
- La présente invention concerne un bec de remplissage à commande électromagnétique.
- On connaît, en particulier des documents
GB 2 086 861 WO 01/40098 - Un premier but de l'invention est de proposer un bec de remplissage fonctionnant de façon satisfaisante tout en étant de fabrication moins onéreuse que des becs de remplissage antérieurs.
- Un second but de l'invention est de proposer un bec de remplissage pouvant être facilement adapté à différents produits.
- Selon le premier but de l'invention on propose un bec de remplissage du type précité dans lequel l'organe d'accouplement comprend deux éléments accouplés selon une liaison comprenant un jeu radial. La fonction de commande exercée par l'élément d'actionnement magnétique est ainsi dissociée de la fonction d'obturation réalisée par le clapet de sorte que les différents éléments composant le bec de remplissage peuvent être réalisés séparément et assemblés selon un montage dans lequel ils ne sont pas rigoureusement coaxiaux sans que le fonctionnement du bec de remplissage s'en trouve affecté.
- Selon une version avantageuse de l'invention, le clapet et l'élément d'actionnement magnétique sont montés dans des éléments de corps séparés reliés par un organe d'attache rapide, et les éléments d'accouplement sont dissociables. Il est ainsi possible de réaliser rapidement différentes combinaisons de l'organe de commande et de l'organe d'obturation.
- Selon un aspect avantageux de cette version de l'invention, l'un des éléments de l'organe d'accouplement est un étrier en C et l'autre élément est un pion comportant une tête engagée entre les branches de l'étrier. Après ouverture de l'organe d'attache rapide, il est ainsi possible de dissocier le clapet et l'élément d'actionnement magnétique par un simple décalage latéral de ceux-ci l'un par rapport à l'autre.
- Selon un autre aspect avantageux de l'invention, le bec de remplissage comporte un obturateur secondaire disposé en aval du clapet et rigidement relié à celui-ci, et le corps du bec de remplissage comporte une restriction en regard de l'obturateur secondaire, l'obturateur secondaire et la restriction ayant des dimensions et un positionnement appropriés pour que lors de la fermeture du clapet l'obturateur secondaire présente avec la restriction en regard un jeu juste suffisant pour retenir par capillarité un liquide contenu dans le corps entre le clapet et l'obturateur secondaire. Sans risquer d'interférer avec l'action de fermeture du clapet, on maintient ainsi dans le bec de remplissage une quantité de produit suffisante pour éviter un défaut de formation du jet de produit lors de l'ouverture du clapet.
- D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier de l'invention et de différentes variantes de celui-ci, en référence aux figures ci-jointes parmi desquelles
- la
figure 1 est une vue en coupe axiale d'un bec de remplissage selon l'invention dans une position fermée du clapet, - la
figure 2 est une vue analogue à celle de lafigure 1 dans une position ouverte du clapet, - la
figure 3 est une vue en coupe partielle analogue à celle de lafigure 1 illustrant une variante de l'organe de sortie du bec de remplissage, - la
figure 4 est une vue en coupe partielle analogue à celle de lafigure 1 illustrant une autre variante de l'organe de sortie du bec de remplissage, - la
figure 5 est une vue de face d'une variante de réalisation du clapet, - la
figure 6 est une vue en coupe axiale d'une variante de réalisation de l'élément d'actionnement magnétique. - En référence aux
figures 1 et 2 , le bec de remplissage selon l'invention comporte un corps tubulaire 1 comprenant trois éléments de corps 1.1, 1.2 et 1.3 reliés entre eux par des organes d'attache rapide 2 et contenant respectivement les éléments assurant les fonctions de commande, d'obturation et d'ajutage de sortie ou d'obturation secondaire du bec de remplissage selon l'invention. - La fonction de commande est assurée par un élément d'actionnement magnétique 3 monté pour coulisser dans l'élément de corps 1.1. Dans le mode de réalisation de la figue 1, l'élément d'actionnement magnétique 3 comporte un noyau magnétique plein 4 pourvu à sa périphérie d'ailettes de guidage 5 qui assurent un guidage précis du noyau 4 à l'intérieur de l'élément de corps 1.1 tout en permettant l'écoulement d'un produit entre le noyau 4 et la face interne de l'élément de corps 1.1. L'élément de corps 1.1 est réalisé en matériau amagnétique, et est entouré par une bobine 6 reliée par un fil d'alimentation 9 à des moyens d'alimentation non représentés pour former un dispositif d'actionnement électromagnétique.
- Dans le mode de réalisation illustré la bobine 6 est en outre entourée par des bagues en matériau magnétique 7 encadrant une bague 8 formant un aimant permanent, par exemple une bague en ferrite dont le champ d'aimantation permanent s'étend selon une direction axiale de la bobine 6. A ses extrémités la bobine 6 est en outre recouverte par des plaques en matériau magnétique 10 dont la périphérie est en contact avec les bagues 7. La bague en ferrite 8 est de préférence dimensionnée pour exercer sur l'élément d'actionnement magnétique 3 une force presque égale au poids de cet élément et des équipements qui lui sont associés, de sorte qu'il suffit d'un très faible courant dans la bobine pour provoquer un déplacement de l'élément d'actionnement magnétique 3.
- L'élément de corps 1.2 contient un clapet 11 associé à une tige de guidage 12 comportant des ailettes de guidage 13 montées pour coulisser dans un alésage cylindrique 14 de l'élément de corps 1.2. A sa partie supérieure, l'alésage 14 comporte un chanfrein 15 formant un siège pour le clapet 11 (voir
figure 2 ). Le clapet 11 comporte un moyeu 16 sur lequel est monté un joint torique 17. Dans le mode de réalisation desfigures 1 et 2 , le moyeu 16 a une longueur supérieure au diamètre du joint torique 17 de sorte que le joint torique 17 est monté sur le moyeu 16 avec un jeu axial permettant au joint 17 de coulisser sur le moyeu, ce qui permet d'effectuer un nettoyage efficace du clapet. - La liaison entre l'élément d'actionnement magnétique 3 et le clapet 11 est assurée par un organe d'accouplement 18. Dans le mode de réalisation illustré, l'organe d'accouplement comporte un étrier 19 en forme de C relié à l'organe d'actionnement magnétique 3 par une tige de liaison 20. Les branches de l'étrier 19 encadrent un pion 21 comprenant une tige 22 fixée au clapet 11 et une tête 23 engagée dans l'étrier 19. La tige 22 et la tête 23 sont montées dans l'étrier avec un jeu radial de sorte que le coulissement précis de l'organe d'actionnement magnétique 3 dans l'élément de corps 1.1 et le coulissement précis du clapet 11 dans l'élément de corps 1.2 ne sont pas affectés même si les éléments de corps 1.1 et 1.2 ne sont pas montés de façon rigoureusement coaxiale.
- L'élément de corps 1.3 contient un obturateur secondaire 24 qui est fixé, par exemple par vissage, à l'extrémité inférieure de la tige de guidage 12 du clapet. Dans ce mode de réalisation l'obturateur secondaire 24 comporte une partie inférieure conique 25 allongée s'étendant en regard d'une restriction conique 26 de l'élément de corps 1.3.
- Pour le montage du bec de remplissage, les trois éléments de corps 1.1, 1.2 et 1.3 étant dissociés, l'obturateur secondaire 24 est monté à l'extrémité inférieure de la tige de guidage 12 du clapet, celui-ci n'étant pas équipé du joint torique 17. Le moyeu 16 du clapet est ensuite engagé dans l'élément de corps 1.2 jusqu'à ce que le moyeu 16 s'étende en saillie et le joint 17 est mis en place. L'élément de corps 1.3 est fixé à l'élément de corps 1.2. L'organe d'actionnement magnétique 3 est engagé dans l'élément de corps 1.1 puis l'ensemble comprenant le clapet 11 est présenté tout d'abord de façon décalée en regard de l'élément de corps 1.1 pour amener la tête 23 au niveau de l'ouverture de l'étrier 19 puis l'élément de corps 1.2 est amené coaxialement à l'élément de corps 1.1 pour engager la tête 23 entre les branches de l'étrier 19. Les éléments de corps 1.1 et 1.2 sont alors assemblés au moyen de l'organe d'attache rapide 2.
- Dans la position fermée du bec de remplissage comme illustré par la
figure 1 , le joint torique 17 est en appui sur le siège 15 et l'obturateur secondaire 25 s'étend à proximité de la restriction 26 dans l'élément de corps 1.3. On notera à ce propos que les dimensions et le positionnement relatif de la partie conique et de la restriction 26 sont prévues pour que dans la position fermée du clapet comme illustré, la partie conique 25 de l'obturateur secondaire soit espacée de la restriction 26 avec un jeu juste suffisant pour retenir par capillarité le produit contenu dans les éléments de corps 1.2 et 1.3. Par ailleurs l'élément d'actionnement magnétique 3 est décalé vers le bas par rapport à la bobine 6, l'étrier 19 prenant appui sur la tête 23 du pion 21. Pour l'ouverture du clapet la bobine est alimentée et l'élément d'actionnement magnétique 3 est entraîné vers le haut comme illustré par lafigure 2 . Dans cette position, le clapet 11 est ouvert et l'obturateur secondaire 24 est dans une position permettant un écoulement du produit. - Dans le mode de réalisation illustré par les
figures 1 et 2 , la partie allongée 25 de l'obturateur secondaire 24 réalise avec la restriction 26 de l'élément de corps 1.3 un passage qui assure un maintien de l'écoulement du produit selon un régime laminaire. Un tel obturateur secondaire est utile pour le conditionnement de produit ayant tendance à mousser lors d'un écoulement turbulent tel que le lait. - La
figure 3 illustre une variante de réalisation dans laquelle l'obturateur secondaire a été supprimé et l'élément de corps 1.3 contient seulement des grilles anti-mousse 27. Ce mode de réalisation peut être utilisé en particulier pour le conditionnement de l'eau. Dans ce cas il n'est pas nécessaire que le joint 17 du clapet 11 soit monté mobile axialement, et on prévoit alors avantageusement un moyeu 16 comportant une gorge dans laquelle le joint torique 17 est encastré. - La
figure 4 illustre une autre variante de réalisation dans laquelle l'obturateur secondaire 28 a une faible hauteur, ce qui permet de diminuer l'encombrement de l'ensemble obtenu lorsqu'il n'est pas nécessaire d'assurer un écoulement laminaire du produit à la sortie du bec. - La
figure 5 illustre une variante de réalisation du clapet dans laquelle le moyeu 16 est pourvu d'une jupe 29 dans laquelle sont réalisées des échancrures 30, ce qui permet d'obtenir une évolution plus progressive du débit lors de l'ouverture ou de la fermeture du clapet. - La
figure 6 illustre un organe d'actionnement magnétique comprenant un noyau tubulaire 31. Ce type d'organe d'actionnement est préférable pour des produits épais tels que de l'huile ou des produits contenant de la pulpe. - Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.
- En particulier, bien que le dispositif selon l'invention ait été illustré avec un organe d'accouplement comprenant un étrier en C associé à un pion, ce qui permet non seulement un montage rapide mais également un nettoyage efficace sans qu'il soit nécessaire de procéder à un démontage, on peut utiliser d'autres organes d'accouplement présentant un jeu radial, par exemple un organe d'accouplement à baïonnette.
Claims (8)
- Bec de remplissage comportant un corps tubulaire (1) dans lequel sont montés un clapet (11) s'étendant en regard d'un siège de clapet (15) et un élément d'actionnement magnétique (3) associé à une bobine (6) extérieure au corps et relié au clapet par un organe d'accouplement axial (18), caractérisé en ce que l'organe d'accouplement (18) comprend deux éléments (19, 21) accouplés selon une liaison comprenant un jeu radial.
- Bec de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet (11) et l'élément d'actionnement magnétique (3) sont montés dans des éléments de corps séparés (1.1, 1.2) reliés par un organe d'attache rapide (2), et les éléments de l'organe d'accouplement sont dissociables.
- Bec de remplissage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'un des éléments de l'organe d'accouplement est un étrier (19) en C et l'autre élément est un pion (21) comportant une tête (23) engagée entre les branches de l'étrier (19).
- Bec de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un obturateur secondaire (24 ; 28) disposé en aval du clapet et rigidement relié à celui-ci, et en ce que le corps comporte une restriction (26) en regard de l'obturateur secondaire, l'obturateur secondaire et la restriction (26) ayant des dimensions et un positionnement relatif appropriés pour que lors de la fermeture du clapet l'obturateur secondaire (24) présente avec la restriction (26) un jeu juste suffisant pour retenir par capillarité un liquide contenu dans le corps entre le clapet et l'obturateur secondaire.
- Bec de remplissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'obturateur secondaire (24 ; 28) est monté dans un élément de corps (1.3) séparé de l'élément de corps (1.2) comportant le clapet, et est relié à celui-ci par un organe d'attache rapide (2).
- Bec de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet (11) comporte un moyeu (16) sur lequel est monté un joint torique (17) et en ce que le siège de clapet comprend un chanfrein (15) à l'extrémité supérieure d'un élément de corps (1.2) cylindrique.
- Bec de remplissage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le joint torique (17) est monté sur le moyeu (16) avec un jeu axial.
- Bec de remplissage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyeu (16) comprend une jupe (29) s'étendant au-dessous du joint torique (17) et ayant un bord inférieur comportant des échancrures (30).
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