FR2485502A1 - Procede et appareil de remplissage de recipients par un liquide, notamment des boissons, avec recuperation d'un gaz inerte - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN APPAREIL DE REMPLISSAGE DE RECIPIENTS PAR UN LIQUIDE, AVEC RECUPERATION D'UN GAZ INERTE. DANS CHAQUE DISPOSITIF DE REMPLISSAGE 11, UN DISPOSITIF 30 DE RECUPERATION ET DE PREPARATION DU MELANGE GAZEUX EST RELIE PAR UN CANAL COLLECTEUR 16, AU CONDUIT DE RETOUR 15 AU MOINS LORS DU REMPLISSAGE DU RECIPIENT 25. LE CONDUIT 14 D'ADMISSION DU GAZ DE BALAYAGE ET DE MISE SOUS PRESSION EST RACCORDE AUDIT DISPOSITIF 30, LEQUEL COMPREND UN RESERVOIR COLLECTEUR 31, DANS LEQUEL LE MELANGE EST SOUMIS A UNE SEPARATION PAR GRAVITE, UNE SORTIE 34 DES COMPOSANTS GAZEUX LEGERS, UNE SORTIE 33 D'UN MELANGE RENFERMANT UNE QUANTITE PREPONDERANTE DE GAZ INERTE, AINSI QUE DES ORGANES 40, 45, 46, 47, 48 DE RECYCLAGE DUDIT MELANGE. APPLICATION AUX MACHINES DE REMPLISSAGE A CONTRE-PRESSION, NOTAMMENT PAR DES BOISSONS.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé et à un appareil permettant

la récupération d'un gaz inerte, notamment de l'anhydride carbonique, utilisé pour maintenir sous pression des récipients devant être emplis de liquide pendant un processus automatique de remplissage.

Pour améliorer la stabilité gustative de bois-

sons dont ont été emplis des récipients fermés, on a proposé un certain nombre de procédés qui réduisent à un minimum le contact des boissons avec l'air atmosphérique. La demande de

brevet 0E-AS 1 207 230 a décrit un procédé dans lequel les ré-

cipients à emplir sont mis sous vide, puis préalablement emplis d'un gaz inerte qui, en même temps que l'air résiduel, s'échappe du récipient lors du remplissage de ce dernier pour parvenir dans l'espace réservé au gaz du réservoir de liquide, puis est chassé de ce dernier pour être remplacé par un gaz inerte pur. Dans ce cas, la quantité de gaz inerte admisècorrespond à plusieurs fois la quantité de gaz s'échappant du récipient et parvenant

dans le réservoir de liquide. Grâce à ce gaz inerte, une pres-

sion est exercée en permanence sur le mélange gazeux renfermant du gaz inerte et de l'air résiduel, cette pression contribuant

à maintenir la plus faible possible la quantité d'air rési-

duelle présente dans l'espace réservé au gaz de la cuve de remplissa-

ge, de manière à empêcher un enrichissement en air de la bois-

son se trouvant dans ladite cuve. Ce mélange gazeux renfermé dans ledit espace est indirectement évacué dans l'atmosphère en étant utilisé pour balayer les récipients suivants avant la mise sous vide. Un tel procédé d'évacuation de l'air présent dans le

récipient comporte l'inconvénient que, outre le fait de néces-

siter un appareillage relativement compliqué pour mettre sous vide l'es-

pace interne du récipient, le gaz inerte utilisé comme gaz com-

primé n'est plus réutilisé, étant donné qu'il s'échappe dans l'atmosphère en même temps que l'air atmosphérique lors du

balayage des bouteilles.

Le brevet DE-PS-697 703 a également proposé un

procédé de remplissage de récipients, dans lequel l'air atmosphé-

rique contenu dans un récipient est préalablement balayé au moyen d'un gaz inerte, tel que de l'anhydride carbonique, de manière à chasser partiellement l'air présent dans ledit récipient. Après celi, les récipients é emplir sont mis sous vide, pour être ensuite mis sous pression par un gaz inerte. Là encore, l'inconvénient réside dans un appareillage compliqué nécessaire à la mise sous vide des récipients et en une consommation importante de gaz de >alayag3 et de gaz de mise sous pression. De plus, à cause

du processus de mise sous vide, la durée de remplissage d'un réci-

pient est considérablement accrue, ce qui se répercute défavora-

blement sur le coût du remplissage.

Dans un autre procédé décrit dans une publica-

tion de la Société Holstein & Kappert Maschinenfabrik Ph5nix GmbH, Dortmund, tome 28, 1960/IV, les récipients à emplir sont

tout d'abord mis sous vide avant la phase de mise sous pression propore-

lent dite au moyen d'un gaz inerte. Cette caractéristique permet d'éviter une forte dilution du gaz inerte par l'air enlevé des bouteilles.et le gaz inerte utilisé pour la mise sous pression peut conserver relativement bien sa pureté

dans la cuve de remplissage pendant toute la durée du remplis-

sage. Les inconvénients résident là encore dans la durée néces-

saire au processus de mise sous-vide (par exemple une seconde

pour une bouteille d'une contenance de 0,5 1) et dans une gran-

de consommation de gaz inerte.

Le brevet DE-PS-942 437 a décrit un procédé dans lequel l'air présent dans le récipient à emplir est refoulé sans pression de l'intérieur vers l'extérieur à l'aide d'un gaz de chasse, par exemple de l'anhydride carbonique, avant que ledit récipient ne soit empli de liquide. Ce gaz de chasse est alors évacué par des canaux débouchant à l'air libre. Par suite de cet échappement libre de l'anhydride carbonique dans l'atmosphère, cet dernier doit être constamment renouvelé La demande de brevet DE-OS'-2 123 255 propose un procédé de remplissage par des boissons saturées en gaz carbonique, procédé dans lequel un récipient empli d'air atmosphérique est mis sous pression, sans mise sous vide préalable, au moyen d'un gaz inerte, puis est empli de liquide. Dans ce cas, lors du remplissage des récipients, l'air renfermé par ces derniers est évacué dans l'atmosphère, par l'intermédiaire

du canal de gaz de la soupape de remplissage, puis par l'inter-

médiaire de la valve de ventilation de la cuve de remplissage, avec une grande quantité partielle correspondante d'un gaz inerte, cependant qu'une quantité partielle égale d'un gaz inerte est introduite en même temps dans ladite cuve de remplis- sage. Cette quantité partielle de gaz inerte introduite en plus est destinée à compenser les pertes du gaz inerte qui s'est échappé avec l'air dans l'atmosphère par l'intermédiaire d'une valve supplémentaire de ventilation. Par suite de la pression relativement grande qui règne dans une cuve de remplissage, une quantité considérable de gaz inerte est évacuée à l'air libre pendant le processus d'évacuation, et ce gaz doit être remplacé dans le processus de remplissage par une grande

quantité correspondante.

La présente invention a par conséquent pour ob-

jet un procédé de remplissage à contre-pression et un appareil

nécessaire pour la mise en oeuvre de ce procédé, au moyen du-

quel, en utilisant le moins de constituants possible, un gaz inerte utilisé pour le balayage et la mise sous pression des récipients à emplir n'accuse qu'une faible perte, donc

doit être remplacé par des quantités en conséquence relative-

ment petites.

Selon les caractéristiques essentielles du pro-

cédé de l'invention, au moins le mélange de gaz inerte et d'air refoulé hors du récipient lors du remplissage de ce dernier par un liquide est collecté par chaque poste de remplissage et, dans au moins un réservoir collecteur, il est soumis au moins à l'action de la pesanteur, afin de provoquer la séparation partielle des composants gazeux les plus légers; le mélange ainsi obtenu, renfermant une quantité prépondérante de gaz inerte,après que du gaz inerte a été rajouté, est recyclé dans le processus de remplissage comme mélange gazeux de mise sous pression et, le cas échéant, partiellement

comme gaz de balayage.

Pour obtenir une séparation partielle de l'air atmosphérique et du gaz inerte par gravité, on part du fait que le mélange

i'wir présente un poids spécifique plus faible.que celui d'un gaz iner-

te tel que Co2. Ce mélange d'air atmosphérique et de gaz inerte est introduit dans un réservoir collecteur maintenu

à la pression atmosphérique, dans lequel une séparation automatique est as-

surée par le mouvement ascendant du composant le plus léger. Le mélange ainsi obtenu, renfermant une quantité négligeable d'air atmosphérique résiduel, est enrichi par une quantité correspondante de gaz inerte pur, puis il est réintroduit dans

le circuit de remplissage.

Selon une étape particulièrement avantageuse au procédé selon l'invention, il peut être prévu une admission, commandée électriquement d'un gaz inerte de complément, sur le trajet entre le réservoir collecteur etlle réservoir tampon, afin d'augmenter la quantité de gaz inerte présente dans le mélange obtenu. Dans ce cas, l'admission d'un gaz inerte

de complément,afin d'augmenter la quantité de gaz inerte pré-

sente dans le mélange obtenu, peut avoir lieu avantageusement entre le réservoir collecteur et le dispositif d'alimentation en mélange compressible. Selon une autre étape avantageuse du procédé, l'admission d'un gaz inerte de complément peut avoir

lieu entre le dispositif d'alimentation en mélange compressi-

ble et le réservoir tampon. Dans une autre étape avantageuse,

l'introduction dans le mélange obtenu d'un gaz inerte de com-

plément peut avoir lieu directement dans le réservoir tampon.

-25 D'une manière particulièrement avantageuse, la quantité de gaz inerte de complément admise dans le mélange

obtenu peut être commandée électriquement, en fonction du volu-

me du récipient à emplir.

Dans une autre étape avantageuse du procédé selon l'invention, le mélange obtenu enrichi en gaz inerte complémentaire peut, afin de commander la pression régnant dans le réservoir sous pression, être introduit dans le réservoir collecteur à une pression inférieure à celle régnant dans

ledit réservoir sous pression.

Selon une autre étape avantageuse du procédé de l'invention, l'espace interne du récipient à emplir peut rester en communication avec l'atmosphère lors de la première

phase de la mise sous pression, afin d'évacuer l'air atmosphé-

rique renfermé par ledit récipient, au moyen d'un mélange in-

troduit comprenant une quantité prépondérante de gaz inerte

et une faible quantité d'air.

Le procédé selon la présente invention peut être mis en oeuvre au moyen d'une machine comportant un ou

plusieurs appareils classiques de remplissage à contre-pres-

sion, qui présentent des moyens permettant de mettre en place, d'une manière centrée et étanche, un récipient à emplir, ainsi

que des conduits et des valv-es commandées assurant l'introduc-

tion d'un gaz de balayage, d'un gaz de mise sous pression et du liquide de remplissage; et qui sont équipés de mécanismes

d'élévation et d'abaissement, Dassociés aux dispositifs de rem-

plissage, et destinés à mettre en place ledit récipient à em-

plir dans sa position de balayage non étanche et dans sa position étanche de mise sous pression et de remplissage,

ainsi qu'à abaisser le récipient empli..

Selon les caractéristiques essentielles de l'ap-

pareil selon l'invention:

a) dans chaque dispositif de remplissage, un dispositif de ré-

cupération et de préparation du mélange gazeux est raccordé,

par l'intermédiaire d'un conduit collecteur, au conduit de re-

tour du mélange renfermant du gaz inerte et de l'air qui est refou-

lé au moins lorsque le récipient est empli de liquide; b) le ou les conduits d'alimentation en gaz de balayage et en gaz de mise sous pression de chaque dispositif de remplissage est ou sont raccordés à ce dispositif de récupération et de préparation; et c) ledit dispositif de récupération et de préparation comprend au moins un réservoir collecteur équipé de moyens permettant à la pesanteur d'exercer son action sur le mélange gazeux qui y est introduit et comportant au moins un orifice de sortie des composants gazeux les plus légers et un orifice de sortie d'un mélange renfermant une quantité prépondérante de gaz inerte; ainsi que des organes assurant la réintroduction de

ce mélange renfermant une quantité prépondérante de gaz iner-

te dans lesdits dispositifs de remplissage et des organes as-

surant l'addition dosée de gaz inerte audit mélange contenant

une quantité prépondérante de gaz inerte.

L'invention va à présent être décrite plus en

détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nulle-

ment limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'une machine de remplissage à contre-pression, à laquelle est raccordé un dispositif de récupération et de préparation du gaz de mise sous pression; la figure 2 est une coupe verticale partielle à échelle agrandie d'un dispositif de remplissage de ladite machine de la figure 1, en position de balayage; la figure 3 est une coupe analogue à la figure 2 illustrant ledit dispositif de remplissage en position de mise sous pression

la figure 4 est une coupe longitudinale à échel-

le agrandie correspondant à la région -repérée par le chiffre 4 sur la figure 1;

la figure 5 est une coupe transversale du réser-

voir collecteur, selon la ligne 5-5 de la figure 1; la figure 6 est une représentation schématique d'une variante de réalisation de la région repérée par la référence 6 sur la figure 1; et la figure 7 est une représentation détaillée à écnelle agrandie de la zone repérée par le chiffre 7 sur la

Figure 6.

Comme l'illustre la représentation schématique de la figure 1, une machine de remplissage à contre-pression, par exemple une machine de remplissage 10 à contre-pression comportant trois chambres, est raccordée à un dispositif 30 de

récupération et de préparation par son conduit 14 de gaz com-

primé et son conduit 15 de gaz de retour, par l'intermédiaire d'un répartiteur 28. Dans l'exemple illustré, il s'agit d'une machine rotative de remplissage par une substance liquide, notamment par des boissons, comportant une chambre annulaire 18

renfermant la substance de remplissage et autour de la périphé-

rie de laquelle se trouvent plusieurs dispositifs de remplis-

sage Il. Chaque dispositif de remplissage est équipé d'un tube de remplissage 17. sensiblement vertical, et d'une tulipe 27 de centrage et d'étanchéité mobile verticalement. Chaque

dispositif de remplissage 11 coopére avec un mécanisme 20 d'é-

lévation et d'abaissement présentant un vérin 21 et un plateau

24 supportant à chaque fois un récipient 25 à emplir, par exem-

ple une bouteille. L'abaissement et l'élévation peuvent avoir lieu de telle sorte que les vérins soient toujours actionnés par un fluide sous pression pour provoquer l'élévation et que, au voisinage de l'entrée et de la sortie des récipients, des galets de commande 23 montés sur les vérins 21 roulent le long

d'une came de commande 22 solidaire de chaque vérin, de maniè-

re à abaisser chaque plateau 24 supportant un récipient 25, avant lasortie;de ce dernier--f ët-à garnir cihaque plateau 24, à l'état abaissé dans la zone d'entrée de la machine, d'un récipient à emplir, puis à soulever ledit plateau et ledit récipient contre chaque dispositif de remplissage 11 considéré, à la distance

souhaitée par rapport à la zone d'entrée.

La chambre annulaire 18 est alimentée par le

répartiteur 28, par l'intermédiaire d'un conduit 29 de subs-

tance de remplissage. Le conduit 14 de gaz comprimé débouche dans un canal annulaire 13 de répartition, cependant que le conduit 15 de gaz de retour est raccordé à un canal annulaire

collecteur 16.

Comme le.montrent les figures 2 et 3, chaque dispositif il est équipé habituellement d'une soupape 19 à liquide, soulevée

par un ressort à l'écart de son siège en cas d'équilibra-

ge de la pression, ainsi que d'une soupape 12 de mise sous pres-

sion. Cette soupape 12 est incorporée dans le conduit de mise sous pression, entre le canal annulaire 13 de répartition et l'embouchure de ce dernier dans le tube de remplissage 17. Le

canal annulaire collecteur 16 du conduit de gaz de retour com-

munique, par un conduit présentant un étranglement I6a et un clapet antiretour 16b, avec un conduit latéral 16c (de type

classique) de gaz de retour dudit tube de remplissage 17.

Comme l'illustre en outre la figure 2, la came 22 de commande de chaque vérin présente une saillie

22a qui maintient encore partiellement dans une position sou-

levée le plateau 24 et le récipient 25 à emplir, au-dessus d'un trajet circulaire prédéterminé parcouru par le dispositif de remplissage, de sorte que le tube de remplissage 17 se prolonge vers le bas jusqu'au voisinage du fond 26 dudit récipient,

mais que le bord supérieur de ce récipient et la tulipe de cen-

trage et d'étanchéité appliquée sur ce dernier ne sont pas encore pressés en position étanche contre la face inférieure dudit dispositif de remplissage 11. De ce fait, lorsque la

soupape 12 de mise sous pression est ouverte, le mélange ga-

zeux introduit à l'intérieur du récipient 25 par le tube de remplissage 17 peut balayer -l'air présent dans l'espace interne dudit récipient 25 et refouler cet air vers l'extérieur entre la tulipe 27 de centrage et d'étanchéité et la face inférieure du dispositif de remplissage 11. De préférence, par suite de

l'admission du mélange gazeux à proximité du fond 26 du réci-

pient, les composants gazeux les plus légers sont déjà refoulés

vers le haut et evacués lors de ce processus de balayage, ce-

pendant que le gaz inerte, plus lourd, notamment l'anhydride

carbonique, reste de préférence à l'intérieur du récipient 25.

Comme on le voit sur la figure 3, pour passer

du processus de balayage (décrit ci-dessus à l'appui de la fi-

gure 2) au processus de mise sous pression, le galet de commande 23 solidaire du vérin roule à l'écart de la saillie 22a de la

came de commande 22 lorsque la machine de remplissage effectue..

une rotation. Dans ces conditions, le plateau 24 et le récipient

qui s'y trouve sont élevés de telle sorte que le bord supér-

rieur dudit récipient soit appliqué hermétiquement contre la tu-

lipe 27 de centrage et d'étanchéité, et que ladite tulipe 27 soit pressée de manière étanche contre la face inférieure du

dispositif de remplissage 11. Etant donné que, dans cette posi-

tion, la valve 12 de mise sous pression est encore ouverte, la poursuite de l'admission de gaz comprimé engendre une pression u l'intérieur du récipient 25 jusqu'à ce que soit atteinte,

dans le système de gaz comprimé, une pression de gaz prédéter-

minée ou choisie, auquel cas une quantité négligeable de gaz comprimé s'écoule dans le canal annulaire collecteur 16 par

l'intermédiaire de l'étranglement 16a.

Comme décrit ci-après, une pression correspon-

dant à celle régnant dans le système de gaz comprimé est main-

tenue dans la chambre annulaire 18 renfermant la substance de remplissage. Lorsqu'est atteinte la pression voulue à l'inté-

rieur du récipient 25, la soupape 19 à liquide, qui peut s'ou-

vrir librement, est alors soulevée par son ressort à l'écart de son siège et elle amorce ainsi le processus de remplissage

avant lequel la soupape 12 de gaz comprimé a été fermée.

Pendant la durée du processus de mise sous pres-

sion, on obtient par suite de l'admission du gaz comprimé au voisinage du fond 26 du réservoir, une nouvelle séparation partielle des composants gazeux, étant donné que les composants gazeux lourds, c'est-à-dire le gaz inerte lourd, s'accumulent

de préférence dans la région inférieure du récipient 25, pro-

tégeant ainsi la substance de remplissage introduite par le tube

17 des influences des composants gazeux les plus légers, notam-

ment de l'oxygène résiduel de l'air. Cette accumulation du gaz inerte reste au-dessus de la surface du liquide introduit

dans le récipient 25.

Pendant le processus de remplissage, le gaz com-

primé présent à l'intérieur du récipient 25 est refoulé par le

clapet anti-retour 16b et l'étranglement 16a dans le canal an-

nulaire collecteur 16 et, delà, dans le conduit 15 de gaz de

retour.

A l'achèvement du processus de remplissage,: avant que, pour permettre le dégagement du récipient 25 empli,

un équilibrage de pression ait immédiatement lieu avec l'atmos-

phère ou par l'intermédiaire d'un conduit (non représenté] rac-

cordé au canal annulaire collecteur 16 et débouchant dans le conduit présentant l'étranglement 16a, au voisinage de cet

étranglement, le clapet anti-retour 16b est fermé automatique-

ment par la substance de remplissage qui s'élève dans le con-

duit latéral 16c de gaz de retour, et ce clapet isole ainsi le canal annulaire collecteur 16 et le conduit 15 de gaz de retour qui s'y raccorde. Le canal annulaire 13 de répartition et le

conduit 14 de gaz comprimé sont obturés par suite de la ferme-

ture de la soupape 12 de gaz comprimé avant le début de l'en-

trée de la substance de remplissage, pour les protéger d'in-

fluences externes, notamment pour empêcher une fuite du gaz comprimé. Comme le montre encore la figure 1, le conduit de gaz de retour, passant par le répartiteur 28, se termine par un réservoir collecteur 31 du dispositif 30 de récupération et de préparation. Un orifice d'entrée 32 de ce conduit 15 est

situé dans la partie inférieure du réservoir collecteur 31.

Dans cette partie inférieure dudit réservoir 31, sensiblement plus haut cependant, se trouve un orifice 33 de sortie d'un mélange gazeux renfermant une quantité prépondérante de gaz inerte. Au-dessus de l'orifice d'entrée 32 et de l'orifice de sortie 33, dans l'axe vertical du réservoir collecteur 31 (en observant la figure 1), se trouve un orifice 34 de sortie des composants gazeux les plus légers, qui est relié à latmostphère

dans l'exemple illustré.

A l'orifice 33 de sortie du mélange gazeux à

prépondérance de gaz inerte, est raccordé un conduit de trans-

fert 40 relié à un compresseur 45 de gaz. Ce compresseur 45, consistant en une pompe centrifuge dans sa forme de réalisation

la plus simple et pouvant, dans sa forme de réalisation pré-

férée, consister en un compresseur qui, se déclenchant automati-

quement lorsqu'une surpression prédéterminée est dépassée et s'enclenchant automatiquement lors du dépassement négatif de cette surpression, est raccordé à un réservoir tampon 46 dans lequel le mélange obtenu, renfermant une quantité prépondérante de gaz inerte, est maintenu sous une surpression de deux bars à cinq

cars, de préférence de trois bars.

Pour assurer la poursuite de la préparation, un

gaz inerte de complément est ajouté au mélange gazeux renfer-

mant une part prépondérante de gaz inerte. Dans l'exemple illus-

tré sur la figure 1, cette addition a lieu dans le réservoir

tampon 46. A cet effet, ce réservoir 46 est raccordé à un dis-

positif 50 d'admission et de dosage de gaz inerte qui, dans l'exemple considéré, comprend une source 51 de gaz inerte (par exemple une bouteille de gaz carbonique) equipée d'un détendeur 52 et d'unrobinet d'isolement 53, ainsi qu'un mécanisme doseur 54 et un mécanisme d'admission 55 proprement dits. Comme décrit ci-après, l'admission du gaz inerte de complément peut aussi avoir lieu dans le conduit de transfert 40, avant ou après le

compresseur 45.

Comme l'illustre encore la figure 1, un filtre

47 de stérilisation est monté sur le conduit de sortie du ré-

servoir tampon 46, cette stérilisation constituant la dernière

phase de préparation du gaz de balayage et de mise sous pres-

sion devant être réintroduit dans la machine 10 de remplissage à contrepression:. Enfin, ce gaz de balayage et de mise sous

pression passe par un régulateur de pression 48, de ma-

nière à régler sa pression à la valeur souhaitée convenant à la machine de remplissage. Le régulateur de pression 48 est raccordé, par un conduit 49, au conduit 29 parcouru par la substance de remplissage, et il a pour fonction de régler la pression régnant dans le système de gaz de balayage et de mise

sous pression en fonction des conditions de pression prédomi-

nant dans le conduit 29 ou la chambre 18 de la machine de rem-

plissage 10.

Comme l'illustrent les figures 1, 4 et 5, le réservoir collecteur 31 est doté d'un tube 35 qui, réglable en

hauteur et s'étendant dans l'axe vertical dudit réservoir, for-

me à son extrémité inférieure l'orifice par lequel sortent les compo-

sants gazeux les plus légers. Ce tube 35est maintenu en place par un raccord 36 monté (par exemple soudé) sur le couvercle du réservoir collecteur 31, et dont l'orifice de passage est évasé coniquement à son extrémité supérieure, pour l'essentiel

au voisinage-d'une bride filetée. Un organe annulaire 37 d'é-

tanchéité et de serrage, de section cunéiforme, est introduit dans cet évasement conique et pressé par un écrou de blocage 38. Un desserrage de cet écrou 38 permet un réglage en hauteur

du tube 35 par un déplacement axial.

Dans la partie la plus basse du fond du ré-

servoir collecteur 31, est ménagée une sortie 39 du liquide, qui peut être réalisée à la manière d'un siphon ou

d'un organe d'écoulement automatique.

Comme on le voit sur les figures 1 et 5, le

réservoir collecteur 31 présente une section circulaire, ce-

pendant que le conduit 15 de gaz de retour, provenant de la

machine de remplissage 10 à contre-pression, est raccordé tan-

gentiellement à la périphérie dudit réservoir 31 dans sa ré-

Iion inférieure. Dans ces conditions, le mélange gazeux introduit

dans le réservoir 31 par le conduit 15 est soumis à un mouve-

ment tourbillonnaire qui concentre les composants gazeux les plus lourds(donc le gaz inerte plus lourd) à proximité de la périphérie, cependant que les composants gazeux les plus légers sont entraînés vers le centre du tourbillon et évacués

par l'orifice de sortie 34 et le tube de sortie 35.

Le réglage en hauteur de ce tube 35 doit être tel que l'ori-

fice de sortie 34 se trouve en permanence au-dessus de l'ori-

fice d'entrée 32 et au-dessus de l'orifice 33 de sortie des composants gazeux les plus lourds. En plus de la séparation par centrifugation, le mélange gazeux peut aussi être soumis à une séparation par gravité de manière à évacuer les composants les plus légers par l'orifice de sortie 34 et

le tube de sortie 35. Par suite du tourbillon engendré à l'in-

térieur du réservoir collecteur 31, les particules de liquide entraînées par le gaz de retour sont projetées contre la face interne de la paroi dudit réservoir, à peu près à la hauteur

de l'orifice d'entrée 32 et elle sont séparées en outre du mé-

lange gazeux par la gravité. Par conséquent,ces particules de liquide entraînées s' accumulent au fond du réservoir 31

et elles sont évacuées par la sortie 39. La disposi-

tion,illustrée sur la figure 1, de l'orifice 33 (de sortie des

composants gazeux les plus lourds) au-dessus de l'orifice d'en-

trée 32 assure qu'aucune particule de liquide, ou bien seule-

ment de faibles quantités de telles particules, ne pénètrent

dans le conduit de transfert 40.

La figure 6 représente une variante de réalisa-

tion d'un dispositif 50 d'admission et de dosage de gaz inerte.

Dans cet exemple, le gaz inerte est admis en

55 à un endroit du conduit de transfert 40 en amont du com-

presseur 45 de gaz. A cet effet, dans ledit conduit de trans-

fert 40 est incorporé de manière étanche, par exemple soudé,

un tube d'introduction 41 qui s'étend pour l'essentiel radia-

lement jusqu'à l'axe longitudinal dudit conduit 40 et est cqu-

dé à cet endroit pour se terminer par une extrémité de sortie 42, dans le sens de l'écoulement du mélange gazeux introduit dans ledit tube de transfert 40. Un mécanisme 54 doseur de gaz inerte est monté sur une bride 43 solidaire du tube d'introduction 41. Dans l'exemple illustré, ce mécanisme doseur comporte un dispositif 56 de mesure et d'affichage de laquantité de gaz inerte. En

aval de ce dispositif 56, un conduit 57 de gaz inerte est sub-

divisé en deux branches 58 et 59. Chacune de ces branches 58 et 59 renferme une valve d'isolement 60, 61 et une valve

doseuse 62, 63, respectivement. Chacune desdites valves d'iso-

* lement 60 et 61 comporte un mécanisme électrique d'actionnement

64, 65, respectivement. Les mécanismes électriques d'action-

nement sont commandés par un appareil 66 d'affichage de la ca-

dence, raccordé à la machine de remplissage 10, de telle sorte que, lorsque la cadence de ladite machine est faible,seule la

valve d'isolement 60 logée dans la branche 58 est ouverte, ce-

pendant que, lorsque la cadence de ladite machine 10 est élevée, les deux valves d'isolement 60 et 61 sont ouvertes, donc le gaz inerte est admis par les deux branches 58 et 59 et par

les deux valves doseuses 62 et 63.

Comme l'illustre la figure 7, les deux valves

doseuses 62 et 63 sont montées sur un raccord inférieur 67 en T, avec le-

quel sont à leur tour raccordés les deux branches 58 et 59.

Chacune de ces valves doseuses 62 et 63 est équipée d'un poin-

teau ou d'un obturateur conique 68 qui fait varier la section

inférieure de passage 69 de la branche considérée 58 ou 59.

L'obturateur conique ou le pointeau est monté sur une tige 70 à filetage fin qui,supportant à son extrémité externe un bouton

d'actionnement 71, est maintenue en place dans un écrou 72 à ta-

raudage fin et guidée dans un fourreau 73. Sur sa face externe, ce fourreau 73 comporte des repères 74 par rapport auxquels la position de la valve doseuse 62 ou 63 peut être déterminée. En outre, le bouton d'actionnement 71 comporte un organe d'arrêt 75 en prise avec le fourreau 73 et au moyen duquel la valve doseuse considérée 62 ou 63 peut conserver sa position une fois que

cette dernière a été réglée.

Les exemples de réalisation illustrés peuvent parfaitement subir des modifications. Par exemple, plusieurs machines 10 de remplissage à contrepression peuvent être re- liées à un seul et unique dispositif 30 de récupération et de

préparation. Dans ce cas, chaque machine de remplissage indi-

viduelle doit comporter son propre régulateur de pression 48.

Il est alors parfaitement possible de raccorder des machines

de remplissage de types différents à un seul et unique dispo-

sitif 30 de récupération et de préparation.

Le réservoir collecteur 31 peut, lui aussi, pré-

senter des variantes de réalisation les plus diverses. Par

exemple, ce réservoir 31 pourrait être conçu de manière à as-

surer la séparation des constituants du mélange gazeux simplement par gravité. Il conviendrait alors d'utiliser à toutes fins utiles un réservoir collecteur présentant un volume sensiblement plus important et

de modifier quelque peu la disposition des raccords des con-

duits 15, 40 et 35. Ce réservoir collecteur 31 peut aussi être

équipé de moyens plus efficaces assurant la séparation des com-

posants gazeux, par exemple d'une centrifugeuse disposée dans son es-

pace interne ou d'un dispositif analogue.

En outre, à la place de la bouteille 51 de gaz carbonique ou d'une batterie de telles bouteilles, la source de gaz inerte peut consister en une installation de récupération

Jd COls telle que celle utilisées dans les brasseries. Le dis-

positif 50 d!.admission et de dosage du gaz inerte devrait alors

âtre directement raccordé au réseau interne d'alimentation.

Pour chaque type de source de gaz inerte, le mécanisme doseur

54 de ce dispositif 50 peut consister en un régulateur qui in-

terrompt automatiquement l'admission de gaz inerte lorsqu'est

dépassée une supression prédéterminée, ou qui rétablit auto-

matiquement cette admission lors d'un dépassement négatif

de la pression.

Le filtre de stérilisation 47, associé à l'appa-

reil selon l'invention et logé dans le conduit de sortie du réservoir tampon 46, consiste en un filtre qui retient au moins

les germes du mélange gazeux préparé pouvant présenter un dan-

ger pour la boisson considérée.

Il ressort de la description ci-dessus que,

grâce au procédé et à l'appareil selon l'invention, à partir de l'instant o les récipients sont mis en place par pression

et jusqu'à l'instant o ils sont évacués, la totalité du mé-

lange de gaz inerte et d'air s'écoulant desdits récipients dans le canal collecteur 16 peut être recueilli et introduit

dans le dispositif 30 de récupération et de préparation, que ce-

la se produise lors de la mise sous pression, du remplissage ou

de la décharge desdits récipients.

Il va donc de soi que de nombreuses modifica-

tions peuvent être apportées au procédé et à l'appareil décrits

et représenté sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (32)

REVENDICATIONS

1. Procédé destin.é à emplir des récipients par un liquide, notamment des boissons, en balayant l'air qui se

trouve dans le récipient et en mettant sous pression l'inté-

rieur de ce dernier à l'aide d'un mélange d'air et de gaz

inerte plus lourd, tel l'anhydride carbonique, avant de pro-

çeder au remplissage par le liquide, le mélange gazeux de mise sous pression refoulé de l'espace interne du récipient,lorsque

ce dernier est empli de liquide,étant recueilli et partielle-

ment utilisé pour balayer l'air de l'un des récipients suivants

à emplir, procédé caractérisé par le fait qu'au moins le mélan-

ge de gaz inerte et d'air refoulé hors du récipient lors du

remplissage par le liquide est rassemblé à chaque poste de rem-

plissage et est soumis, au moins dans un réservoir collecteur,

au moins à l'action de la pesanteur afin de séparer partielle-

ment les composants les plus légers; et par le-fait que le mélange ainsi obtenu, renfermant une quantité prépondérante de gaz inerte est recyclé dans le processus de remplissage comme mélange gazeux de mise. sous pression et, l"e cas échéant en partie comme gaz de balayage après additidn d'un complément

de gaz inerte.

2. Procédé selon la revendication 1, caractéri-

sé par le fait que la pesanteur exerce son action pour l'essen-

tiel Au la pression atmosphérique, les composants gazeux les

plus légers étant évacués librement dans l'atmosphère.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et

2, caractérisé par le fait que la pesanteur exerce son action pour l'essentiel par une séparation dans le sens vertical des composants du mélange de gaz inerte et d'air provenant du processus de remplissage, sous l'eFfet d'une rotation autour d'un axe vertical, ledit mélange de gaz inerte et alair étant admis tangentiellement, le mélange obtenu renfermant une

quantité prépondérante de gaz inerte étant évacué tangentielle-

ment et les composants gazeux les plus légers étant évacués

de bas en haut.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que, à l'intérieur du réservoir collecteur, un

courant de mélange de gaz inerte et d'air provenant du pro-

cesaus de remplissage et soumis à une séparation par gravité

par un mouvementtourbillonnaire autour d'un axe vertical, l'éva-

cuation des composants gazeux les plus légers ayant lieu pour

l'essentiel axialement, en une position supérieure située sen-

siblement dans l'axe du tourbillon.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé par le fait que la séparation par gravité est effec-

tuée par centrifugation du mélange de gaz inerte et d'air provenant du processus de remplissage. 1

6. Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 5, caractérisé par le fait que le-mélange, renfer-

mant une quantité prépondérante de gaz inerte et obtenu par suite de la séparation par gravité est recueilli dans un réservoir tampon avant d'être recyclé dans le processus de remplissage; et par le fait qu'il reçoit un complément de gaz inerte entre l'endroit o il est soumis à la séparation

par gravité et ledit réservoir tampon, ou bien dans ce der-

nier lui-même.

-, 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé

par le fait que, entre l'endroit o il a été soumis à Ia sépara-

tion par gravité et- le réservoir tampon, le mélange résultant de

la séparation par gravité renfermant une quantité prépondé-

rante de gaz inerte est soumis à une augmentation de pression.

8. Procédé selon l'une des revendications 6 et

7,caractérisé par le fait que l'addition de gaz inerte a lieu

avant l'augmentation de pression.

9. Procédé selon l'une des revendications 6 et

7, caractérisé par le fait que l'addition de gaz inerte a lieu

après l'augmentation de pression.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations 7 à 9, caractérisé par le fait que l'augmentation de

pression imposée au mélange résultant de la séparation par gravi-

Lé renfermant une quantité prépondérante de gaz inerte est de

deux bars à cinq bars, de préférence de trois bars.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 10, caractérisé par le fait que deux ou plus de deux phases de séparation par gravité, du même

* 18

type ou de types différents, ont lieu successivement.

12. Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 11, caractérisé par le fait que le même mélange de gaz inerte et d'air récupéré et préparé est utilisé dans le processus de remplissage, aussi bien comme gaz de balayage

que comine gaz de mise sous pression.

13. Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 11, caractérisé par le fait que le mélanFe gazeux

résultant de la séparation par gravité renfermant une quan-

tité prépondérante de gaz inerte est utilisé, sans addition de gaz inerte, comme gaz de balayage et, avec addition

ce gaz inerte, comme gaz de mise sous pression.

14. Procédé selon l'une des revendications 11

et 13, caractérisé par le fait qu'un mélange gazeux résultant d'une première étape de séparation par gravité

renfermant une quantité prépondérante de gaz inerte est uti-

lisé comme gaz de balayage, cependant qu'un mélange gazeux

résultant de la dernière étape de séparation par gravi-

té renfermant une quantité prépondérante de gaz iner-

te est utilisé comme gaz de mise sous pression, après avoir reçu un complément de gaz inerte.'

15. Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations 1.à 11, caractérisé par le fait que les composants ga-

zeux les plus légers séparés sont utilisés comme gaz de balaya-

tio, le cas échéant après avoir subi une préparation supplé-

mentaire en vue d'accroître leur teneur en gaz inerte; et par

le fait que le mélange résultant de la séparation par gravi-

té renfermant une quantité prépondérante de gaz inerte est uti-

lisé comme gaz de mise sous pression après avoir reçu un com-

plément en gaz inerte.

16. Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 15, caractérisé par le fait qu'une stérilisation des gaz a lieu avant l'introduction du gaz de balayage et du gaz

de mise sous pression dans les récipients à emplir.

17. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé

selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 équipant une

ou plusieurs machines de remplissage à contre-pression dont

19 CI

les dispositifs de remplissage comportent des moyens permettant de mettre en place un récipient à emplir de manière centrée et

étanche, ainsi que des conduits et des valves commandées permet-

tant d'introduire un gaz de balayage, un gaz de mise sous pres-

sion et le liquide de remplissage; et sont dotés de mécanismes d'élévation et d'abaissement coopérant avec lesdits dispositifs de remplissage pour mettre en place le récipient à emplir dans sa position de balayage non encore étanche et dans sa position

étanche de mise sous pression et de remplissage, et pour abais-

ser ledit récipient empli, appareil caractérisé par le fait que a) dans chaque dispositif de remplissage (11), un dispositif (30)de récupération et de préparation du mélange gazeux est raccordé, par un canal collecteur (16), au conduit de retour (15) du mélange de gaz inerte et d'air refoulé au moins lors du remplissage du récipient (25) par le liquide: b] le conduit d'admission (14) ou les conduits d'admission du

gaz de balayage et du gaz de mise sous pression de chaque dis-

positif de remplissage est ou sont raccordés audit dispositif (30) de récupération et de préparation; et

c) ledit dispositif (30) de récupération et de préparation com-

porte au moins un réservoir collecteur (31) équipé de moyens permettant à la gravité d'exercer son effet sur le mélange gzeux qui y est admis, au moins un orifice (34) de sortie des composants gazeux les plus légers et un orifice (33) de sortie

d'un mélange renfermant une quantité prépondérante de gaz iner-

te, ainsi que des moyens (40, 45, 46, 47, 48) de réintroduction

dans lesdits dispositifs de remplissage (11) de ce mélange ren-

fermant une quantité prépondérante de gaz inerte, et des moyens (50) pour ajouter une quantité dosée de gaz inerte audit

mélange renfermant une quantité prépondérante de gaz inerte.

18. Appareil selon la revendication 17, carac-

térisé par le fait que le réservoir collecteur (31), consti-

tuant pour l'essentiel un réservoir de séparation du gaz de retour provenant de la machine (10) de remplissage à contre-pression, présente dans sa région inférieure un orifice (32) d'entrée du gaz de retour, au moins un orifice (33) de sortie du mélange gazeux renfermant une quantité prépondérante de gaz inerte, ctcalé en hauteur par rapport audit orifice d'entrée, et au moins un orifice (34) de sortie des composants gazeux les plus légers; et par le fait que ledit orifice (34) de sortie des composants gazeux les plus légers se trouve au-dessus dudit orifice (32) du gaz de retour et dudit orifice (33) ou des ori- fices de sortie dudit mélange gazeux renfermant une quantité

prépondérante de gaz inerte.

19. Appareil selon la revendication 17, carac-

térisé par le fait que le réservoir collecteur (311, dont la section est circulaire, dont l'axe longitudinal est vertical et dont l'orifice (32) d'entrée du gaz de retour provenant de la machine (10) est disposé tangentiellement, constitue une

chambre de centrifugation.

20. Appareil selon la revendication 19, carac-

térisé par le fait que l'orifice (33) de sortie du mélange ga-

zeux renfermant une quantité prépondérante de gaz inerte est

également disposé pour l'essentiel tangentiellement à la péri-

pherie du réservoir collecteur (31).

21. Appareil selon l'une revendications 18 et

19. caractérisé par le fait que l'orifice (33) de sortie du mélange gazeux renfermant une quantité prépondérante de gaz inerte est situé au- dessus de l'orifice (32) d'entrée du gaz

de retour.

22. Appareil selon l'une revendications 18 et

19, caractérisé par le fait que l'organe de sortie faisant com-

muniquer l'espace interne du réservoir collecteur (31) avec

l'air libre consiste en un tube (35) qui, disposé pour l'essen-

tiel verticalement,peut être réglé en hauteur au moyen d'un or-

gane de serrage et d'étanchéité (36, 37, 38), son orifice d'en-

trée (34) étant situé à l'intérieur dudit réservoir collecteur (31).

23. Appareil selon la revendication 17, caracté-

risé par le fait que l'orifice (34) de sortie des composants gazeux les plus légers consiste en une ouverture obturable

ménagée dans la périphérie du réservoir collecteur (31).

24. Appareil selon la revendication 23, carac-

térisé par le fait qu'un certain nombre d'ouvertures-différentes

est réparti sur toute la hauteur du réservoir collecteur f31).

25. Appareil selon la revendication 17, caracté-

risé par le fait qu'un conduit d'admission (57) provenant de la source (51, 52) de gaz inerte est subdivisé en deux branches (58, 59) dans chacune desquelles est dispoée une valve d'iso-

lement (60; 61) commandée électriquement.

26. Appareil selon la revendication 25 caracté-

risé par le fait que les deux valves d'isolement (60, 61) sont commandées par un appareil (66) d'affichage de la cadence de la machine (10) de remplissage à contre-pression de telle sorte que, lorsque la cadence de ladite machine (10) est faible, seule l'une (60) desdites valves d'isolement soit ouverte, et

que les deux valves d'isolement (60, 61) soient ouvertes lors-

que la cadence de ladite machine f10) est élevée.

27. Appareil selon l'une des revendications 25

et 26, caractérisé par le fait que les valves d'isolement (60, 61) commandées électriquement sont raccordées à un raccord (67) en T qui relie entre elles les branches f58, 59); et par le

fait que dans chacune des branches dudit raccord (67) en T rac-

cordées auxdites valves d'isolement (60, 61), est incorporée une

valve doseuse réglable (62, 63).

28. Appareil selon la revendication 17, carac-

térisé par le fait qu'une sortie (39) du liquide est disposée dans la région la plus basse du réservoir collecteur

(31).

29. Appareil selon la revendication 17, carac-

térisé par le fait que les moyens de recyclage du mélange gazeux renfermant une quantité prépondérante de gaz inerte

comprennent un réservoir tampon (46) et un régulateur de pres-

sion.(48) introduisant le mélange gazeux préparé, renfermant une quantité prépondérante de gaz inerte, dans le conduit (14)

de gaz comprimé de la machine (10) de remplissage à contre-pres-

sion.

30. Appareil selon la revendication 17, carac-

i térisé par le fait que les moyens de recyclage du mélange gazeux renfermant une quantité prépondérante de gaz inerte

consistent en un compresseur (45) de gaz, de préférence en un-

- 22

campresseur mis automatiquement hors service lorsqu'une sur-

pression prédéterminée est dépassée; et par le fait que les movern: 50) d'admission d'une quantité dosée de gaz inerte débouchent, en

amont ou en aval dudit compresseur (45), dans les moyens col-

lecteurs du mélange gazeux renfermant une quantité prépondé- rante de gaz inerte, le cas échéant dans le réservoir tampon (46).

31. Appareil selon l'une des revendications 17

et 30, caractérisé par le fait qu'un filtre de stérilisation

(47) est incorporé dans le conduit de sortie du réservoir tem-

pon (46).

32. Appareil selon l'une des revendications 17

et 30, caractérisé par le fait que le dispositif (50) d'admis-

sion d'une quantité dosée de gaz inerte consiste en un régulateur (54) qui interrompt automatiquement l'admission de gaz inerte lorsqu'est

dépassée une surpression prédéterminée.