FR2814451A1

FR2814451A1 - AUTOMATIC CLOSING LIQUID FILLING DEVICE

Info

Publication number: FR2814451A1
Application number: FR0012136A
Authority: FR
Inventors: Claude Babot; Philippe Girout
Original assignee: La Girondine SA
Current assignee: La Girondine SA
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2002-03-29
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: FR2814451B1; WO2002024524A1; AU2001291968A1

Abstract

L'invention concerne un bec de remplissage de liquide, comprenant des moyens de mise à niveau à clapet, constitués par une bille (36) disposée dans un logement (32) interne ménagé dans la tête (12) et débouchant dans un canal (44) d'échappement d'air, le logement étant par ailleurs pourvu d'un siège (34) inférieur et d'un siège (42) supérieur. Selon l'invention, la densité de la bille (36) est supérieure à celle du liquide à remplir; au moins deux canaux (40) latéraux de circulation d'air et de liquide sont ménagés dans la paroi de la tête et débouchent à l'intérieur du logement d'une part et à l'extérieur de la tête d'autre part; chaque canal débouche à l'intérieur du logement en regard de la bille (36) dans une zone contenant le plan horizontal diamétral de la bille (36), lorsque cette dernière est en appui sur le siège inférieur.The invention relates to a liquid filling spout, comprising valve leveling means, consisting of a ball (36) arranged in an internal housing (32) formed in the head (12) and opening into a channel (44). ) air exhaust, the housing being further provided with a lower seat (34) and an upper seat (42). According to the invention, the density of the ball (36) is greater than that of the liquid to be filled; at least two lateral air and liquid circulation channels (40) are formed in the wall of the head and open inside the housing on the one hand and outside the head on the other hand; each channel opens inside the housing facing the ball (36) in a zone containing the diametral horizontal plane of the ball (36), when the latter is resting on the lower seat.

Description

41' 281445141 '2814451

DISPOSITIF DE REMPLISSAGE DE LIQUIDE A FERMETURE CLOSED LIQUID FILLING DEVICE

AUTOMATIQUE.AUTOMATIC.

L'invention a pour objet des perfectionnements aux dispositifs pour remplir des récipients avec du liquide, du genre comprenant des moyens permettant d'arrêter automatiquement l'écoulement du liquide lorsque le The subject of the invention is improvements to devices for filling receptacles with liquid, of the type comprising means making it possible to automatically stop the flow of liquid when the

niveau dans le récipient atteint une valeur prédéterminée. level in the container reaches a predetermined value.

Elle s'applique tout particulièrement au remplissage de bouteilles, telles les bouteilles d'eau dans des dispositifs à carrousel permettant It is particularly applicable to the filling of bottles, such as water bottles in carousel devices allowing

d'obtenir de très hautes cadences de remplissage. to obtain very high filling rates.

Dans la plupart des applications de remplissage, celui-ci doit être de haute précision, tout en étant de grande rapidité. Il faut par ailleurs éviter les pertes de liquide pour réduire les coûts d'exploitation et/ou ne pas gaspiller des ressources naturelles, ce qui est le cas lors de la mise en In most filling applications, this must be of high precision, while being very rapid. It is also necessary to avoid liquid losses to reduce operating costs and / or not to waste natural resources, which is the case when setting up

bouteille des eaux de sources.bottle of spring water.

Les remplisseuses dites à niveau ont été conçues pour répondre à ces contraintes. Ces remplisseuses comportent des becs de remplissage comprenant des moyens qui sont réglés pour arrêter automatiquement l'écoulement du liquide lorsque le niveau dans le récipient atteint une valeur prédéterminée. En effet, pour des bouteilles de formes et de volumes donnés, la précision du remplissage se traduit dans chaque récipient par un niveau à hauteur donnée et constante d'un récipient à Il'autre. Des remplisseuses connues de ce type fonctionnent selon le principe suivant: les becs de remplissage, appelés becs dans la suite de la The so-called level fillers have been designed to meet these constraints. These fillers have filling spouts comprising means which are adjusted to automatically stop the flow of liquid when the level in the container reaches a predetermined value. Indeed, for bottles of given shapes and volumes, the precision of filling is reflected in each container by a level at given height and constant from one container to another. Known fillers of this type operate according to the following principle: the filling spouts, called spouts in the following

description, sont mis en communication avec une cuve d'alimentation et description, are put in communication with a supply tank and

sont alimentés en liquide à partir de cette cuve, soit par gravité, la cuve se trouvant alors à l'air libre, soit en provoquant une légère surpression dans are supplied with liquid from this tank, either by gravity, the tank then being in the open air, or by causing a slight overpressure in

la cuve afin de refouler le liquide vers les becs. the tank in order to discharge the liquid towards the spouts.

De tels becs comprennent chacun des moyens d'étanchéité avec I'ouverture du récipient, c'est-à-dire le goulot encore appelé col dans le cas d'une bouteille, et un tube de remplissage associé à une tête de fermeture, ce tube étant mobile entre deux positions, I'une ouverte, décollé de la tête dans laquelle le liquide peut s'écouler, et l'autre ouverte, en Such spouts each comprise sealing means with the opening of the container, that is to say the neck also called neck in the case of a bottle, and a filling tube associated with a closure head, this tube being movable between two positions, one open, detached from the head in which the liquid can flow, and the other open, in

appui étanche sur la tête, dans laquelle l'écoulement ne peut avoir lieu. tight support on the head, in which the flow cannot take place.

C'est en fait la mise en place du récipient qui provoque la mise en position ouverte du tube de remplissage, et son retrait qui provoque sa mise en position fermée Toutefois, pour que l'écoulement du liquide soit possible, il faut, en plus de la mise en position ouverte du tube, permettre que l'air contenu dans le récipient puisse s'en échapper. En effet la présence des moyens d'étanchéité entre le bec et le récipient empêche l'écoulement d'avoir lieu It is in fact the positioning of the container which causes the filling tube to be placed in the open position, and its withdrawal which causes it to be placed in the closed position. when the tube is placed in the open position, allow the air contained in the container to escape. Indeed the presence of sealing means between the spout and the container prevents the flow from taking place

si l'air demeure emprisonne.if the air remains trapped.

A cet effet, des becs connus comprennent un conduit d'échappement d'air qui est associé à un mécanisme d'obturation à clapet: tant que ce conduit est ouvert, I'air peut s'échapper du récipient et le liquide y pénétrer; la fermeture du conduit par le clapet empêche l'air de s'échapper, de sorte que l'écoulement s'interrompt. L'obturation du conduit est assurée par le clapet qui est activé lorsque le niveau dans le récipient atteint une valeur prédéterminée. Ainsi, on a proposé que le clapet soit associé à un flotteur ou, plus simplement, qu'il soit constitué par un flotteur qui est déplacé lorsque le niveau de liquide dans le récipient To this end, known spouts include an air exhaust duct which is associated with a valve shutter mechanism: as long as this duct is open, air can escape from the container and the liquid enter it; closing the duct with the valve prevents air from escaping, so that the flow is interrupted. The conduit is closed by the valve which is activated when the level in the container reaches a predetermined value. Thus, it has been proposed that the valve be associated with a float or, more simply, that it be constituted by a float which is moved when the level of liquid in the container

atteint une valeur prédéterminée. reaches a predetermined value.

Le brevet français délivré sous le numéro 813.313 décrit un tel type de bec. Le clapet y est constitué par un flotteur en forme de bille disposée dans une cage située en partie basse du bec, et introduite dans le récipient à remplir. Le conduit d'échappement débouche au sommet de la cage. Lorsque le liquide pénètre dans la cage, la bille est soulevée et The French patent issued under the number 813.313 describes such a type of spout. The valve is formed by a ball-shaped float arranged in a cage located in the lower part of the spout, and introduced into the container to be filled. The exhaust duct opens at the top of the cage. When the liquid enters the cage, the ball is lifted and

remonte au débouché du conduit qu'elle vient obturer. goes back to the outlet of the conduit it closes.

De tels becs présentent divers avantages: I'échappement de l'air par un conduit dédié d'une part ne perturbe pas l'écoulement du liquide, d'autre part empêche que l'air ne remonte vers la cuve au risque de la polluer; leur mécanisme est simple, de sorte que des machines qui les incorporent nécessitent une maintenance réduite; ils sont parfaitement adaptés au remplissage ultra propre ou stérile car ils peuvent être conçus de façon à ne présenter aucune zone de rétention susceptible de permettre la prolifération de bactéries, et ils sont faciles à nettoyer par un simple Such spouts have various advantages: the exhaust of the air through a dedicated duct on the one hand does not disturb the flow of the liquid, on the other hand prevents the air from going up towards the tank at the risk of polluting it ; their mechanism is simple, so that machines incorporating them require reduced maintenance; they are perfectly suited for ultra-clean or sterile filling because they can be designed so as to have no retention zone capable of allowing the proliferation of bacteria, and they are easy to clean with a simple

passage de fluide de désinfection.disinfection fluid passage.

On a toutefois constaté que ces becs présentent quelques inconvénients, quand bien même les profils des circuits d'échappement d'air et d'arrivée de liquide sont calculés pour ne pas perturber le flux de remplissage. Ainsi, il arrive parfois que la bille se mette à vibrer lors du remplissage, notamment lorsque l'on cherche à augmenter les cadences, ce qui a pour effet de perturber l'échappement de l'air et de provoquer des turbulences dans le flux de remplissage, de sorte que la cadence souhaitée n'est pas atteinte. Ceci s'explique par le fait que l'échappement de l'air à haute vitesse crée des phénomènes de turbulence qui ont However, it has been found that these spouts have some drawbacks, even though the profiles of the air exhaust and liquid inlet circuits are calculated so as not to disturb the filling flow. Thus, it sometimes happens that the ball starts to vibrate during filling, especially when one seeks to increase the rates, which has the effect of disturbing the exhaust of air and causing turbulence in the flow of filling, so that the desired rate is not reached. This is explained by the fact that the exhaust of air at high speed creates turbulence phenomena which have

tendance à faire bouger la bille qui repose librement au fond de la cavité. tendency to move the ball which rests freely at the bottom of the cavity.

On a même constaté que, dans certains cas, la bille décolle du fond de la cavité et se retrouve plaquée sous le conduit d'échappement, alors que très peu de liquide n'est encore arrivé dans le récipient. C'est en fait le flux d'air dans le récipient qui propulse la bille dans sa cage, bien avant It has even been found that, in certain cases, the ball takes off from the bottom of the cavity and is found pressed against the exhaust duct, while very little liquid has yet arrived in the container. It is in fact the air flow in the container which propels the ball in its cage, long before

que le liquide ne l'atteigne.the liquid does not reach it.

L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. The invention aims to remedy these drawbacks.

Selon l'invention, un bec de remplissage de liquide, comprenant un tube d'échappement d'air et une tête solidaire de ce tube, et un tube d'écoulement de liquide coaxial, ces deux tubes étant mobiles l'un par rapport à l'autre de façon à prendre deux positions, I'une fermée, le tube d'écoulement étant en contact étanche avec la tête, I'autre ouverte dans laquelle le liquide peut s'écouler, et des moyens de mise à niveau à clapet, constitués par une bille disposée dans un logement interne ménagé dans la tête et débouchant dans le tube d'échappement d'air, le logement étant par ailleurs pourvu d'un siège inférieur et d'un siège supérieur, est caractérisé en ce que: - la densité de la bille est supérieure à celle du liquide à remplir - au moins deux canaux latéraux de circulation d'air et de liquide sont ménagés dans la paroi de la tête et débouchent à l'intérieur du logement d'une part et à l'extérieur de la tête d'autre part; - chaque canal débouche à l'intérieur du logement en regard de la bille dans une zone contenant le plan horizontal diamétral de la bille, According to the invention, a liquid filling spout, comprising an air exhaust tube and a head integral with this tube, and a coaxial liquid flow tube, these two tubes being movable one with respect to the other so as to take two positions, one closed, the flow tube being in leaktight contact with the head, the other open in which the liquid can flow, and valve-leveling means , consisting of a ball arranged in an internal housing formed in the head and opening into the air exhaust tube, the housing being moreover provided with a lower seat and an upper seat, is characterized in that: - the density of the ball is greater than that of the liquid to be filled - at least two lateral air and liquid circulation channels are formed in the wall of the head and open out inside the housing on the one hand and at the outside of the head on the other hand; each channel opens into the housing opposite the ball in an area containing the diametrical horizontal plane of the ball,

lorsque cette dernière est en appui sur le siège inférieur. when the latter is supported on the lower seat.

De façon surprenante à l'issue de tests, on a en effet constaté qu'il n'était pas nécessaire que le clapet flotte, mais qu'on pouvait très bien utiliser un matériau beaucoup plus dense que le liquide. A titre d'exemple, pour de l'eau, il est possible d'utiliser des billes pleines en matériau inoxydable, ce qui semble a priori inconcevable. C'est en fait la disposition des canaux relativement à la bille au repos qui permet d'utiliser une bille en matériau dense. La disposition de la bille au repos est telle que le flux d'air passe au-dessus d'elle pour rejoindre le tube d'échappement; sa masse l'empêche de vibrer ou de se décoller. Lorsque le liquide arrive dans les canaux, c'est à la fois la poussée exercée par ce dernier et l'augmentation de pression d'air, puisque le passage qui y est offert se réduit du fait que du liquide passe en même temps dans les canaux, qui amorcent le mouvement de déplacement vers le haut de la bille, puis la pression exercée par l'air sous la bille la maintient plaquée sous le siège supérieur, et la bille ne retombe pas tant que la pression n'est pas Surprisingly after tests, it was found that it was not necessary for the valve to float, but that one could very well use a material much denser than the liquid. For example, for water, it is possible to use solid balls made of stainless material, which seems a priori inconceivable. It is in fact the arrangement of the channels relative to the ball at rest which makes it possible to use a ball made of dense material. The arrangement of the ball at rest is such that the air flow passes over it to join the exhaust tube; its mass prevents it from vibrating or coming off. When the liquid arrives in the channels, it is at the same time the push exerted by the latter and the increase in air pressure, since the passage which is offered there is reduced because liquid passes at the same time in the channels, which initiate the upward movement of the ball, then the pressure exerted by the air under the ball keeps it pressed under the upper seat, and the ball does not fall until the pressure is not

relâchée, c'est-à-dire tant que le récipient n'est pas désolidarisé du bec. released, that is to say as long as the container is not detached from the spout.

Selon une autre caractéristique, les canaux sont inclinés de façon à déboucher obliquement dans le logement, le débouché de chaque canal à l'intérieur du logement étant à une hauteur supérieure à son débouché à According to another characteristic, the channels are inclined so as to open obliquely into the housing, the outlet of each channel inside the housing being at a height greater than its outlet at

lI'extérieur de la tête.the outside of the head.

Selon une autre caractéristique, I'angle entre les canaux et l'axe longitudinal, vertical, du bec est compris entre 10 et 80 ; de préférence According to another characteristic, the angle between the channels and the longitudinal vertical axis of the spout is between 10 and 80; preferably

cet angle est compris entre 20 et 50 . this angle is between 20 and 50.

Selon une autre caractéristique, les canaux sont disposés selon une According to another characteristic, the channels are arranged according to a

répartition angulaire régulière autour de la paroi de la tête. regular angular distribution around the wall of the head.

Selon une autre caractéristique, les canaux sont répartis en plusieurs séries de plusieurs canaux juxtaposés, les dites séries étant disposées selon une répartition angulaire régulière autour de la paroi de la tête. Selon une autre caractéristique, le liquide à remplir étant de l'eau, la bille est constituée en un matériau dont la densité est comprise entre 5 et According to another characteristic, the channels are distributed in several series of several juxtaposed channels, said series being arranged in a regular angular distribution around the wall of the head. According to another characteristic, the liquid to be filled being water, the ball is made of a material whose density is between 5 and

g/cm3;la bille est en un matériau, tel de l'acier, inoxydable. g / cm3; the ball is made of a material, such as steel, stainless.

Selon une autre caractéristique, le tube d'écoulement de liquide est According to another characteristic, the liquid flow tube is

coaxial, extérieur, au tube d'échappement d'air. coaxial, exterior, to the air exhaust tube.

Selon une autre caractéristique, la tête comprend deux cônes liés par leurs bases; I'un des cônes, supérieur, présente une rampe d'écoulement incurvée débouchant sur un joint d'étanchéité périphérique According to another characteristic, the head comprises two cones linked by their bases; One of the cones, upper, has a curved flow ramp leading to a peripheral seal

porté par la tête et disposé à proximité du plan de liaison de deux cônes. carried by the head and disposed near the connection plane of two cones.

Selon une autre caractéristique, des moyens de guidage du tube d'écoulement de liquide par rapport au tube de retour d'air sont fixés à ce dernier de façon à venir en contact glissant avec la paroi intérieure du tube According to another characteristic, means for guiding the liquid flow tube relative to the air return tube are fixed to the latter so as to come into sliding contact with the inner wall of the tube

d'écoulement de liquide.liquid flow.

Selon une autre caractéristique, le logement comporte un orifice est ménagé dans sa partie inférieure, qui débouche d'une part dans le siège inférieur, d'autre part à l'extérieur de la tête, sur son extrémité la plus basse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à According to another characteristic, the housing comprises an orifice is formed in its lower part, which opens on the one hand into the lower seat, on the other hand outside of the head, on its lowest end. Other characteristics and advantages of the invention will appear

la lecture de la description des figures ci-après qui illustrent reading the description of the figures below which illustrate

respectivement: - la figure 1, une vue en coupe longitudinale du bec selon l'invention; - la figure 2, une vue du bec la figure 1, après rotation partielle autour de son axe longitudinal; - la figure 3, une vue en coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la figure 1; - les figure 4A à 4D, une vue d'un synoptique des différentes respectively: - Figure 1, a longitudinal sectional view of the spout according to the invention; - Figure 2, a view of the spout in Figure 1, after partial rotation about its longitudinal axis; - Figure 3, a cross-sectional view along line 3-3 of Figure 1; - Figures 4A to 4D, a view of a block diagram of the different

étapes de fonctionnement du bec de l'invention. operating steps of the spout of the invention.

La figure 1 montre un tube 10 d'écoulement de liquide, une tête 12 et un tube 14 d'échappement d'air, ainsi que des moyens 16 de mise à Figure 1 shows a liquid flow tube 10, a head 12 and an air exhaust tube 14, as well as means 16 for setting

niveau avec un clapet 17.level with a valve 17.

Le tube 10 d'écoulement de liquide est coaxial, extérieur, au tube 14 The liquid flow tube 10 is coaxial, outside, with the tube 14

d'échappement d'air.air exhaust.

De façon connue en soi, le tube 10 d'écoulement de liquide est relié à une membrane 18, en forme d'entonnoir, qui assure le guidage du liquide provenant directement d'une cuve d'alimentation, située au-dessus de la tête et non représentée, et l'effort de rappel élastique pour plaquer l'extrémité du tube 10 d'écoulement de liquide sur la tête 12, comme cela In a manner known per se, the liquid flow tube 10 is connected to a funnel-shaped membrane 18, which guides the liquid coming directly from a supply tank, located above the head and not shown, and the elastic return force for pressing the end of the liquid flow tube 10 on the head 12, like this

sera expliqué ultérieurement.will be explained later.

Le tube 10 d'écoulement de liquide est encore solidaire de moyens 22 de retenue permettant l'appui étanche du goulot de la bouteille, et qui assurent, sous l'effet de déplacement de cette dernière, les mouvements du tube 10 d'écoulement de liquide par rapport à la tête 12 et au tube 14 d'échappement d'air à l'encontre de l'effort de rappel de la membrane. De façon connue, I'étanchéité lors de l'appui du goulot est assurée par les moyens 22 eux-mêmes qui ont une structure appropriée ou par des moyens The liquid flow tube 10 is still integral with retaining means 22 allowing the tight support of the neck of the bottle, and which ensure, under the effect of displacement of the latter, the movements of the flow tube 10 liquid relative to the head 12 and to the air exhaust tube 14 against the biasing force of the membrane. In known manner, the seal during the support of the neck is ensured by the means 22 themselves which have an appropriate structure or by means

rapportés, tels qu'un joint, non représentés. reported, such as a joint, not shown.

Le diamètre du tube 10 d'écoulement de liquide est adapté pour que ce dernier coopère de façon étanche avec la tête 12 lorsqu'il est en The diameter of the liquid flow tube 10 is adapted so that the latter cooperates sealingly with the head 12 when it is in

position fermée.closed position.

A cet effet, un joint 26 périphérique, porté par la tête, sert de siège à l'extrémité du tube 10. De préférence, ce joint 26 possède une section rectangulaire. La tête 12 s'inscrit sensiblement dans une enveloppe comprenant deux cônes 28 et 30 liés par leurs bases. Le joint 26 est disposé à To this end, a peripheral seal 26, carried by the head, serves as a seat at the end of the tube 10. Preferably, this seal 26 has a rectangular section. The head 12 is substantially inscribed in an envelope comprising two cones 28 and 30 linked by their bases. The seal 26 is arranged at

proximité du plan de liaison de ces cônes. proximity of the connection plane of these cones.

Un logement 32 est réalisé pour partie dans le cône 28 inférieur, et pour une autre partie dans le cône 30 supérieur. La partie basse du logement constitue un siège 34 inférieur. Dans le logement est disposée une bille 36, qui constitue le clapet en tant que tel. Un orifice 38 est ménagé en partie inférieure du logement, et débouche d'une part dans le siège 34 inférieur, d'autre part à l'extérieur de la tête, sur son extrémité la plus basse. Cet orifice permet de vidanger le logement, comme ceci sera A housing 32 is made partly in the lower cone 28, and for another part in the upper cone 30. The lower part of the housing constitutes a lower seat 34. In the housing is arranged a ball 36, which constitutes the valve as such. An orifice 38 is formed in the lower part of the housing, and opens on the one hand into the lower seat 34, on the other hand outside of the head, on its lowest end. This hole allows you to empty the housing, as will be

expliqué ultérieurement.explained later.

De plus, des canaux 40 sont ménagés dans la paroi latérale du logement 32, et mettent en communication l'intérieur du logement avec In addition, channels 40 are provided in the side wall of the housing 32, and communicate the interior of the housing with

I'extérieur de la tête dans laquelle est ménagé ce logement. The outside of the head in which this housing is formed.

Le logement 32 se prolonge dans le cône supérieur jusqu'à un siège 42 supérieur dans lequel débouche un canal 44 intérieur, central, ménagé The housing 32 extends in the upper cone to an upper seat 42 into which an interior, central, formed channel 44 opens.

dans le tube 14 d'échappement d'air. in the air exhaust tube 14.

Les canaux 40 débouchent à l'extérieur de la tête au travers de la paroi du cône 28 inférieur. Ils débouchent à l'intérieur du logement 32 en regard de la bille 36 dans une zone contenant le plan horizontal diamétral de la bille, lorsque cette dernière est en appui sur le siège inférieur. Dans cette position de la bille, une tranche de cette dernière contenant son plan diamétral horizontal se trouve en regard du débouché des canaux 40 dans le logement 32, sans que ceux-ci soient obturés, de sorte qu'un passage est offert à l'air en direction du canal 44 central ménagé dans le tube 14 The channels 40 open to the outside of the head through the wall of the lower cone 28. They open inside the housing 32 opposite the ball 36 in an area containing the diametrical horizontal plane of the ball, when the latter is in abutment on the lower seat. In this position of the ball, a slice of the latter containing its horizontal diametral plane is located opposite the outlet of the channels 40 in the housing 32, without these being closed, so that a passage is offered to the air in the direction of the central channel 44 formed in the tube 14

d'échappement d'air, et débouchant dans le siège 42 supérieur. air exhaust, and opening into the upper seat 42.

De préférence, les canaux 40 sont inclinés de façon à déboucher obliquement dans le logement 32, le débouché de chaque canal à l'intérieur du logement étant à une hauteur supérieure à son débouché à l'extérieur de la tête. Comme il sera expliqué ultérieurement, cette structure favorise le déplacement de la bille 36 lorsque le niveau dans le récipient atteint une valeur prédéterminée. En outre, I'inclinaison favorise l'évacuation du liquide des canaux à l'issue d'une phase de remplissage, Preferably, the channels 40 are inclined so as to open obliquely into the housing 32, the outlet of each channel inside the housing being at a height greater than its outlet outside the head. As will be explained later, this structure promotes the movement of the ball 36 when the level in the container reaches a predetermined value. In addition, the inclination promotes the evacuation of the liquid from the channels after a filling phase,

ou l'évacuation d'un agent de nettoyage. or the evacuation of a cleaning agent.

De préférence, I'angle a entre les canaux et l'axe longitudinal, vertical, du bec est compris entre 10 et 80 . Des essais ont mis en évidence qu'un angle compris entre 20 et 50 , notamment un angle de l'ordre de 30 permettait d'obtenir des résultats excellents dans de Preferably, the angle a between the channels and the longitudinal vertical axis of the nozzle is between 10 and 80. Tests have shown that an angle between 20 and 50, in particular an angle of the order of 30, makes it possible to obtain excellent results in

nombreuses conditions de remplissage. many filling conditions.

Bien que, en théorie, deux canaux pourraient suffire, à condition de les dimensionner en conséquence, il est préférable d'en prévoir un nombre plus important. Ainsi, dans le mode de réalisation effective o le diamètre intérieur du logement est de l'ordre de 10 mm, on a disposé 10 canaux selon une répartition angulaire régulière autour de la paroi de la tête, et le Although, in theory, two channels could suffice, provided that they are dimensioned accordingly, it is preferable to provide a larger number. Thus, in the effective embodiment where the internal diameter of the housing is of the order of 10 mm, 10 channels have been arranged in a regular angular distribution around the wall of the head, and the

diamètre de chaque canal est de l'ordre de 4 mm. diameter of each channel is of the order of 4 mm.

A titre de variante, on peut réaliser plusieurs séries de plusieurs canaux juxtaposés, les dites séries étant disposées selon une répartition As a variant, it is possible to produce several series of several juxtaposed channels, the said series being arranged in a distribution

angulaire régulière autour de la paroi de la tête. regular angular around the wall of the head.

La bille est réalisée en un matériau ayant une densité supérieure à celle du liquide à remplir. Pour de l'eau, on a testé avec succès et de The ball is made of a material having a density greater than that of the liquid to be filled. For water, we have successfully tested and

façon surprenante, des billes dont la densité était comprise 5 à 10 g/cm3. surprisingly, beads whose density was between 5 and 10 g / cm3.

Pour de l'eau, de préférence, la bille est en un matériau, tel que de l'acier, inoxydable. Dans l'exemple illustré, le cône 30 supérieur présente un profil extérieur en forme de rampe incurvée. Le bas de la rampe débouche sur le joint d'étanchéité 26. Des moyens 48 de guidage du tube 10 d'écoulement de liquide sont For water, preferably, the ball is made of a material, such as steel, stainless. In the example illustrated, the upper cone 30 has an outer profile in the form of a curved ramp. The bottom of the ramp opens onto the seal 26. Means 48 for guiding the liquid flow tube 10 are

fixés à la périphérie extérieure du tube 14 d'échappement d'air. attached to the outer periphery of the air exhaust tube 14.

Dans l'exemple illustré, ces moyens de guidage comportent une bague 50 soutenue par des ailes 52. Dans le mode de réalisation illustré, io la bague est en forme de tonneau ayant un rayon de courbure important pour assurer un contact glissant limité avec l'intérieur du tube 10 In the example illustrated, these guide means comprise a ring 50 supported by wings 52. In the illustrated embodiment, the ring is in the form of a barrel having a large radius of curvature to ensure limited sliding contact with the inside of tube 10

d'écoulement de liquide dans la partie médiane de la bague. liquid flow in the middle part of the ring.

Les ailes 52 et la bague 50 sont profilés pour éviter de perturber l'écoulement du liquide La figure 3 montre les éléments constitutifs en section qui donnent The wings 52 and the ring 50 are profiled to avoid disturbing the flow of the liquid. FIG. 3 shows the constituent elements in section which give

une bonne approximation des rapports, notamment en épaisseur. a good approximation of the ratios, especially in thickness.

Dans une variante, non représentée, les moyens de guidage comportent seulement les ailes 52, qui viennent en contact glissant par leur tranche marginale avec la paroi intérieure du tube 10 d'écoulement de In a variant, not shown, the guide means comprise only the wings 52, which come into sliding contact by their marginal edge with the inner wall of the flow tube 10 of

liquide, la bague étant alors absente. liquid, the ring then being absent.

La partie haute du tube 14 d'échappement d'air est munie de moyens 54 de fixation, adaptés pour le bec concerné de la machine de remplissage. Le fonctionnement d'un tel bec de remplissage est maintenant décrit The upper part of the air exhaust tube 14 is provided with fixing means 54, adapted for the relevant spout of the filling machine. The operation of such a filling spout is now described.

en regard des figures 4A à 4D.opposite Figures 4A to 4D.

Sur la figure 4A, le bec est en position d'attente. Le tube 10 de remplissage est en appui par son extrémité sur le joint 26, ce qui interdit In FIG. 4A, the spout is in the waiting position. The filling tube 10 is supported by its end on the seal 26, which prohibits

tout écoulement du liquide en provenance de la cuve. any flow of liquid from the tank.

Le récipient, ici une bouteille B est en attente, dans l'axe du bec. The container, here a bottle B is waiting, in the axis of the spout.

-30 La bille 36 repose par simple gravité dans son siège 34 inférieur, ménagé dans le cône 28 inférieur. La bille, qui se trouve dans l'air, n'est The ball 36 rests by simple gravity in its lower seat 34, formed in the lower cone 28. The ball, which is in the air, is not

soumise à aucune autre contrainte.subject to no other constraints.

Le tube 14 d'échappement d'air est relié de préférence à un collecteur, non représenté, qui collecte l'air évacué de la bouteille, par The air exhaust tube 14 is preferably connected to a manifold, not shown, which collects the air evacuated from the bottle, by

souci de confinement.concern for containment.

L'étape suivante représentée sur la figure 4B voit un mouvement relatif de la bouteille par rapport au bec qui provoque la venue du goulot de la bouteille en appui étanche sur les moyens 22 de retenue. De ce fait le déplacement relatif provoque le soulèvement du tube 10 d'écoulement de liquide par rapport à la tête, à l'encontre de l'effort de rappel élastique de la membrane 18, ce qui autorise l'écoulement du liquide, ici de l'eau, The next step shown in FIG. 4B sees a relative movement of the bottle with respect to the spout which causes the neck of the bottle to come into tight contact with the retaining means 22. Therefore the relative movement causes the lifting of the liquid flow tube 10 relative to the head, against the elastic return force of the membrane 18, which allows the liquid flow, here of the water,

par gravité, ou forcée à l'aide d'une surpression. by gravity, or forced using an overpressure.

Durant le déplacement du tube 10 d'écoulement de liquide, les moyens de guidage comprenant les ailes 52, ou la bague 50 en forme de tonneau et des ailes, assurent son guidage, dans une direction parallèle à During the movement of the liquid flow tube 10, the guide means comprising the wings 52, or the barrel-shaped ring 50 and the wings, guide it in a direction parallel to

l'axe longitudinal, vertical, du bec. the longitudinal, vertical axis of the beak.

En raison de la conformation particulière de la tête 12, I'admission du liquide dans la bouteille prend la forme d'un jet en parapluie, sur toute la périphérie, avec un décollement de la veine de liquide sur le joint 26, Due to the particular conformation of the head 12, the admission of the liquid into the bottle takes the form of an umbrella jet, over the entire periphery, with a separation of the vein of liquid on the joint 26,

grâce à la rampe 46 de la partie supérieure 30 de la tête 12. thanks to the ramp 46 of the upper part 30 of the head 12.

Lorsque le liquide commence à pénétrer dans la bouteille, la bille 36 est en appui sur le siège 34 inférieur du logement et, comme déjà indiqué, une portion de la bille, contenant son plan diamétral horizontal est en regard du débouché des canaux 40 dans le logement de sorte qu'un passage est offert à l'air dans la partie supérieure du logement, au-dessus de la bille, en direction du canal 44 central ménagé dans le tube 14 When the liquid begins to enter the bottle, the ball 36 is supported on the lower seat 34 of the housing and, as already indicated, a portion of the ball, containing its horizontal diametral plane is opposite the outlet of the channels 40 in the housing so that a passage is offered to the air in the upper part of the housing, above the ball, in the direction of the central channel 44 formed in the tube 14

d'échappement d'air.air exhaust.

Ainsi, pendant que le liquide pénètre, I'air de la bouteille s'échappe par le canal 44 central du tube 14 d'échappement d'air. L'air passe tout d'abord à travers les canaux 40 latéraux, et passe au-dessus de la bille Thus, while the liquid penetrates, the air from the bottle escapes through the central channel 44 of the air exhaust tube 14. The air first passes through the side channels 40, and passes over the ball

avant de rejoindre le canal 44 central. before joining central channel 44.

Du fait de sa densité, la bille 36 reste en appui sur le siège inférieur même si la vitesse d'évacuation de l'air est importante et s'il se crée un Because of its density, the ball 36 remains in abutment on the lower seat even if the air evacuation speed is high and if a

vortex immédiatement au-dessus de la bille. vortex immediately above the ball.

Dans la phase suivante illustrée sur la figure 4C, le niveau de liquide est arrivé au droit de la base du tube 10 de remplissage. De ce fait, non seulement de l'air, mais encore du liquide pénètre dans les canaux 40, de sorte que la pression de l'air s'accroît et, sous l'effet conjugué du flot de liquide et du flux d'air, la bille 36 se décolle du siège inférieur 34, et est soulevée jusqu'à venir se plaquer sous le siège 42 supérieur ou elle demeure en raison de la surpression d'air existant dans le récipient. De ce fait, la bille 36 vient obturer de façon étanche le canal 44 central du tube 44 d'échappement d'air. Il faut en outre noter que, dans le cas du remplissage de bouteilles, la pression de l'air peut commencer aà augmenter de façon significative dans les canaux 40 avant que du liquide n'y entre, lorsque le liquide commence à rejoindre la zone d'épaule, de section réduite par rapport à celle de son corps, de la bouteille. Toutefois, le calibrage des canaux est tel qu'il empêche le décollement de la bille avant que le liquide ne pénètre effectivement à son tour dans les canaux venant encore accroître l'effet d'augmentation de pression, pour permettre In the next phase illustrated in FIG. 4C, the liquid level has arrived at the level of the base of the filling tube 10. Therefore, not only air, but also liquid enters the channels 40, so that the air pressure increases and, under the combined effect of the liquid flow and the air flow , the ball 36 comes off the lower seat 34, and is raised until it comes to be pressed under the upper seat 42 or it remains due to the overpressure of air existing in the container. Therefore, the ball 36 seals the central channel 44 of the air exhaust tube 44 in a sealed manner. It should also be noted that, in the case of filling bottles, the air pressure may begin to increase significantly in the channels 40 before liquid enters it, when the liquid begins to reach the zone d 'shoulder, of reduced section compared to that of its body, of the bottle. However, the calibration of the channels is such that it prevents the detachment of the ball before the liquid actually enters the channels in turn, further increasing the effect of increasing pressure, to allow

le décollement de la bille.the detachment of the ball.

Toutefois on comprend aisément qu'en raison de sa masse, la bille ne peut pas suivre un cheminement vertical important entre le moment o elle est décollée du siège 34 inférieur et celui o la gravité reprendrait le dessus avant qu'elle ne rejoigne le siège 42 supérieur. Aussi, pour que la bille puisse venir se plaquer contre le siège supérieur, la hauteur du logement est réduite, de façon à offrir une course réduite à la bille. A titre d'exemple, pour une bille de l'ordre de 10 mm de diamètre, un logement However, it is easily understood that due to its mass, the ball cannot follow a significant vertical path between the moment when it is detached from the lower seat 34 and that when gravity takes over before it reaches the seat 42 superior. Also, so that the ball can be pressed against the upper seat, the height of the housing is reduced, so as to provide a reduced stroke for the ball. For example, for a ball of the order of 10 mm in diameter, a housing

d'une hauteur de l'ordre de 14 mm suffit. 14 mm high is sufficient.

Le passage d'air étant interdit, I'admission de liquide par écoulement par gravité ou forcé par une surpression dans la cuve est interrompue, le tube 10 d'écoulement de liquide peut être fermé, en désolidarisant la The passage of air being prohibited, the admission of liquid by gravity flow or forced by an overpressure in the tank is interrupted, the liquid flow tube 10 can be closed, by separating the

bouteille du bec.spout bottle.

Sur la figure 4D, la descente relative de la bouteille par rapport au bec relâche l'effort exercé, ce qui permet à l'effort de rappel élastique de la membrane de s'exercer pour refermer le tube 10 d'écoulement de liquide In FIG. 4D, the relative descent of the bottle relative to the spout releases the force exerted, which allows the elastic return force of the membrane to be exerted to close the tube 10 for the flow of liquid

en venant plaquer son extrémité contre le joint 26. by pressing its end against the seal 26.

Pendant la phase de redescente de la bouteille, tant que son goulot est en appui étanche sur les moyens 22 de retenue, c'est-à-dire au moins jusqu'à temps que le tube 10 d'écoulement de liquide soit fermé, il subsiste 3s une surpression d'air dans le récipient empêchant tout décollement de la Il bille 36 du siège 42 supérieur. Ce n'est que lorsque le goulot est libéré que la pression interne diminue et la bille 36 retombe sur le siège 34 inférieur. Dans d'autres réalisations avec interposition d'un ressort de rappel, le fonctionnement est strictement le même. Le tube 10 d'écoulement de liquide porte sur le joint 26 et assure l'étanchéité. Une fois le goulot dégagé, le niveau de liquide descend pour compenser le volume du bec retiré. L'eau contenue dans les canaux 40 s'en échappe en redescendant grâce à leur position oblique; de plus, le During the lowering phase of the bottle, as long as its neck is in leaktight support on the retaining means 22, that is to say at least until the liquid flow tube 10 is closed, it 3s remains an overpressure of air in the container preventing any detachment of the ball 36 of the upper seat 42. It is only when the neck is released that the internal pressure decreases and the ball 36 falls on the lower seat 34. In other embodiments with the interposition of a return spring, the operation is strictly the same. The liquid flow tube 10 bears on the seal 26 and provides sealing. Once the neck is cleared, the liquid level drops to compensate for the volume of the spout removed. The water contained in the channels 40 escapes from it by descending thanks to their oblique position; in addition, the

I0 liquide s'évacue du fond du logement 32 par le trou 38. I0 liquid drains from the bottom of the housing 32 through the hole 38.

On obtient ainsi une fermeture du bec avec une mise à niveau de grande précision et ceci avec zéro perte d'eau comme cela est qualifié dans le domaine de ces machines de mise en bouteille. L'absence de perte d'eau est obtenue par la présence du clapet, en l'occurrence la bille 36 qui assure une fermeture étanche du canal intérieur de retour d'air, We thus obtain a closure of the spout with a leveling of high precision and this with zero water loss as is qualified in the field of these bottling machines. The absence of water loss is obtained by the presence of the valve, in this case the ball 36 which ensures a tight closure of the internal air return channel,

exactement au moment o le niveau de remplissage est atteint. exactly when the filling level is reached.

On remarque aussi que dans le mode de réalisation représenté, le nettoyage du bec est facilité par l'absence de recoins dans lesquels il pourrait y avoir accumulation de particules et autres bactéries. Les différents canaux et trous d'extrémité sont en effet balayés par les Note also that in the embodiment shown, cleaning the spout is facilitated by the absence of corners in which there could be accumulation of particles and other bacteria. The different channels and end holes are indeed swept by the

différents flux, et sont agencés pour se vider naturellement. different flows, and are arranged to empty naturally.

Combiné à l'utilisation d'une membrane et à l'absence de ressort, l'agencement est ainsi attractif et représente le mode de réalisation préférentiel. Les cadences obtenues permettent d'atteindre des temps de remplissage de l'ordre de quelques secondes pour des bouteilles d'eau Combined with the use of a membrane and the absence of a spring, the arrangement is thus attractive and represents the preferred embodiment. The rates obtained allow filling times of the order of a few seconds for water bottles

d'un litre et demi.a liter and a half.

Bien entendu, I'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et spécifiquement revendiqués; elle en embrasse tous les Of course, the invention is not limited to the embodiments described and specifically claimed; she embraces all of them

équivalents à la portée de l'homme du métier. equivalent to the scope of the skilled person.

Claims

Revendicationsclaims

1. Bec de remplissage de liquide, comprenant un tube (14) d'échappement d'air et une tête (12) solidaire de ce tube, et un tube (10) d'écoulement de liquide coaxial, ces deux tubes étant mobiles l'un par rapport à l'autre de façon à prendre deux positions, I'une fermée, le tube d'écoulement de liquide étant en contact étanche avec la tête, I'autre ouverte dans laquelle le liquide peut s'écouler, et des moyens de mise à niveau à clapet, constitués par une bille (36) disposée dans un logement (32) interne ménagé dans la tête et débouchant dans le tube (14) d'échappement d'air, le logement étant par ailleurs pourvu d'un siège (34) inférieur et d'un siège (42) supérieur, est caractérisé en ce que: - la densité de la bille est supérieure à celle du liquide à remplir - au moins deux canaux (40) latéraux de circulation d'air et de liquide sont ménagés dans la paroi de la tête et débouchent à l'intérieur du logement d'une part et à l'extérieur de la tête d'autre part; - chaque canal débouche à l'intérieur du logement en regard de la bille (36) dans une zone contenant le plan horizontal diamétral de la bille, 1. Liquid filling spout, comprising an air exhaust tube (14) and a head (12) integral with this tube, and a coaxial liquid flow tube (10), these two tubes being movable l relative to each other so as to take two positions, one closed, the liquid flow tube being in tight contact with the head, the other open in which the liquid can flow, and valve leveling means, consisting of a ball (36) disposed in an internal housing (32) formed in the head and opening into the air exhaust tube (14), the housing being moreover provided with a lower seat (34) and an upper seat (42), is characterized in that: - the density of the ball is greater than that of the liquid to be filled - at least two lateral air circulation channels (40) and liquid are formed in the wall of the head and open into the interior of the housing on the one hand and outside of the t secondly you; each channel opens into the housing opposite the ball (36) in an area containing the diametrical horizontal plane of the ball,

lorsque cette dernière est en appui sur le siège (34) inférieur. when the latter is supported on the lower seat (34).

2. Bec de remplissage de liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que les canaux (40) sont inclinés de façon à déboucher obliquement dans le logement, le débouché de chaque canal à l'intérieur du logement étant à une hauteur supérieure à son débouché à l'extérieur 2. liquid filling spout according to claim 1, characterized in that the channels (40) are inclined so as to open obliquely into the housing, the outlet of each channel inside the housing being at a height greater than its outside outlet

de la tête.of the head.

3. Bec de remplissage de liquide selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle entre les canaux et l'axe longitudinal, 3. liquid filling spout according to claim 2, characterized in that the angle between the channels and the longitudinal axis,

vertical, du bec est compris entre 10 et 80 . vertical, the beak is between 10 and 80.

4. Bec de remplissage de liquide selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'angle entre les canaux et l'axe longitudinal, 4. liquid filling spout according to claim 3, characterized in that the angle between the channels and the longitudinal axis,

vertical, du bec est compris entre 20 et 50 . vertical, the beak is between 20 and 50.

5. Bec de remplissage de liquide selon l'une des revendications 1 à 5. Liquid filling spout according to one of claims 1 to

4, caractérisé en ce que les canaux (40) sont disposés selon une 4, characterized in that the channels (40) are arranged in a

6. Bec de remplissage de liquide selon l'une des revendications 1 à 6. liquid filling spout according to one of claims 1 to

4, caractérisé en ce que les canaux (40) sont répartis en plusieurs séries de plusieurs canaux juxtaposés, les dites séries étant disposées selon une 4, characterized in that the channels (40) are distributed in several series of several juxtaposed channels, said series being arranged in a

7. Bec de remplissage de liquide selon l'une des revendications 1 à 7. liquid filling spout according to one of claims 1 to

6, caractérisé en ce que le liquide à remplir étant de l'eau, la bille est constituée en un matériau dont la densité est comprise entre 5 et 10 g/cm3 6, characterized in that the liquid to be filled being water, the ball is made of a material whose density is between 5 and 10 g / cm3

8. Bec de remplissage de liquide selon la revendication 7,8. liquid filling spout according to claim 7,

caractérisé en ce que la bille est en un matériau, tel de l'acier, inoxydable. characterized in that the ball is made of a material, such as steel, stainless.

9. Bec de remplissage de liquide selon l'une des revendications 1 à 9. Liquid filling spout according to one of claims 1 to

8, caractérisé en ce que le tube (10) d'écoulement de liquide est coaxial, 8, characterized in that the liquid flow tube (10) is coaxial,

extérieur, au tube (14) d'échappement d'air. outside, to the air exhaust tube (14).

10. Bec de remplissage de liquide selon l'une des revendications 1 à 10. Liquid filling spout according to one of claims 1 to

9, caractérisé en ce que la tête comprend deux cônes (28, 30) liés par leurs bases et le cône (28) supérieur présente une rampe (46) d'écoulement incurvée débouchant sur un joint (26) d'étanchéité périphérique porté par la tête et disposé à proximité du plan de liaison des 9, characterized in that the head comprises two cones (28, 30) linked by their bases and the upper cone (28) has a ramp (46) of curved flow opening onto a peripheral seal (26) carried by the head and disposed near the connection plane of the

deux cônes.two cones.

11. Bec de remplissage de liquide selon la revendication 9, caractérisé en ce que des moyens (48) de guidage du tube (10) d'écoulement de liquide par rapport au tube (14) d'échappement d'air sont fixés à ce dernier de façon à venir en contact glissant avec la paroi 11. liquid filling spout according to claim 9, characterized in that means (48) for guiding the tube (10) of liquid flow relative to the tube (14) of air exhaust are fixed to this last so as to come into sliding contact with the wall

intérieure du tube d'écoulement de liquide. inside of the liquid flow tube.

12. Bec de remplissage de liquide selon l'une des revendications 1 à 12. liquid filling spout according to one of claims 1 to

11, caractérisé en ce que le logement (32) comporte un orifice (38) ménagé dans sa partie inférieure, qui débouche d'une part dans le siège (34) inférieur, d'autre part à l'extérieur de la tête, sur son extrémité la plus basse. 11, characterized in that the housing (32) has an orifice (38) formed in its lower part, which opens on the one hand into the lower seat (34), on the other hand outside of the head, on its lowest end.