WO2016166475A1 - Dispositif de remplissage de boissons d'un contenant par son fond - Google Patents

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    • B67D2210/00065—Constructional details related to the use of drinking cups or glasses

Definitions

  • the present invention relates to a method of filling beverages with a container, in particular by its bottom.
  • the method is based on the combination of a feed device, whose injection nozzle has a configuration and a particular geometric shape, and a specific design of the container, the assembly providing significant improvements over the container filling systems from the bottom.
  • the device thus designed, from a geometric and hydrodynamic approach, simultaneously makes it possible to limit the formation of a prohibitive foam cap on the surface of the gaseous liquid in the container, to avoid an increase in the temperature of the beverage during filling, to guarantee a better conservation of the drink, to obtain a repetitive filling process and to optimize the handling of the container while ensuring the safety of the operator.
  • the present invention overcomes these disadvantages. It provides a solution for significantly minimizing the formation of the foam cap on the surface of soft drinks when filling the container, or cup or other type of container by the bottom. It relates to the combination of a liquid injection nozzle of the filling device, which is introduced through a self-sealing member, or non-return valve, integrated into the wall of the bottom of the cup, characterized on the one hand by its specific geometry and on the other hand by that of the container itself whose non-return valve is positioned ideally so to respond to the basic principles of hydrodynamics favoring laminar flows.
  • a laminar jet whose current lines follow as tangentially as possible the wall of the container, leads to a very significant improvement in the result.
  • a laminar flow also has the advantage of being repeatable and predictable, which will result in fills of containers in invariable and reproducible conditions.
  • the described invention relates to:
  • the filling device the filling nozzle, an outer shape preferably cylindrical with a hemispherical or ogival head, comprises an internal conduit of variable section.
  • a filling nozzle whose axis is preferably eccentric from the center of the bottom of the container and whose orientation of the outlet of the injection port follows a Teta angle, preferably greater than 60 ° in relation to the X axis in a plane including the vertical axis of the container and the axis of center of the filling nozzle, directs the jet of the beverage out of the filling nozzle along a tangent path with the interior of the side wall.
  • the filling device whose filling nozzle, or part of the frame of the filling device, has a shoulder stopping the introduction path of the container and thus creating a bearing surface positioning the injection port at a fixed distance relative to the bottom of the container during filling.
  • the filling device whose sensor, by its outer shape, accurately guides the outer wall of the container during the introduction of the nozzle and is able to detect the presence of the container.
  • the filling device which a holding tank is intended to recover the drink when the solenoid valve releases the drink in the absence of the container.
  • the container adapted to cooperate with the device whose self-sealing member is fixed to the bottom of the container by a sealing ring, which can be positioned either inside or outside the container, according to a mechanical assembly , chemical or assembly by welding to the container.
  • the container adapted to cooperate with the device whose self-sealing member is fixed or embedded within the same thickness of the material of the bottom of the container, with or without the presence of the sealing ring.
  • the container adapted to cooperate with the device whose self-sealing member is positioned on a different wall of the container bottom.
  • An apparatus fixed or mobile, which comprises at least two devices and which is intended to accommodate containers.
  • FIG. 1 shows a view of the entire beverage filling device, equipped with a nozzle, and any container or cup called here containing, positioned during filling.
  • Figure 2 shows a view of the entire beverage filling device, equipped with a nozzle and this container, before or after filling.
  • Figure 3 shows a top view in section A. A according to Figure 1, showing the relative geometric positioning of the nozzle in its container.
  • Figure 4 is a detail B of Figure 2.
  • Figures 5 and 6 illustrate the flow at the bottom of the container of the drink in the filling phase.
  • Figure 7 illustrates an example of the integration of two filling processes on
  • the device of the invention which makes it possible to ensure the filling of the drink, of a container by its bottom, comprises:
  • a filling nozzle (1) provided with a head (8) and an injection mouth (9)
  • a drink container (4) consisting of a wall (12) and a bottom (1 1), a sealing ring (6) arranged in the orifice (7) and fixed at the bottom
  • a self-sealing member (5) which can be a flexible membrane or non-return valve or a rigid non-return valve fixed between the sealing ring (6) and the bottom (1 1) of the container (4)
  • the actual filling device comprises a solenoid valve (2) directly connected conventionally by a pipe to the arrival circuit (not shown) of drink.
  • a solenoid valve (2) directly connected conventionally by a pipe to the arrival circuit (not shown) of drink.
  • the nozzle (1) filling and a sensor (3) presence.
  • the container (4) comprises at its bottom (1 1), a seal ring (6) crimped or fixed in its lower part, in the orifice (7) of the container, which can be indifferently installed inside or outside the wall.
  • the sealing ring (6) is deliberately arranged closer to the wall of the container (2).
  • the filling nozzle (1) is of a preferably cylindrical shape with a hemispherical or ogival head (8) in order to facilitate its gradual penetration through the self-sealing member (5) without damaging it.
  • the self-sealing member (5) ensures a permanent contact with the external shape of the nozzle (1) during the three phases of introduction, filling and removal creating a permanent seal of the container (4).
  • FIG. 4 clearly shows the shape of the outlet of the injection port (9), the internal part of which gradually curves downwards by a negative angle of between 5 and 15 °.
  • the nozzle (1) for filling also comprises in its lower part, a shoulder (10) or base, creating a bearing surface for the ideal positioning height of the cup when it is filling phase.
  • the relative position in height of the injection mouth (9) is optimized so that the direction of the jet of the drink follows a gently sloping trajectory, tangent to the wall (12) and the bottom (1 1) of the container ( 4).
  • Figures 5 and 6 show the angular disposition in lateral orientation of the injection mouth (9), so that the direction of the jet of the drink follows a path tangent to the wall (12) side. It thus understands the complementarity of the overall arrangement of the nozzle (1) in its container (4) allowing the streamlines of the jet under pressure coming out of the injection mouth (9) to follow a trajectory with a flow. more laminar possible avoiding any turbulence emitting gas emulsions.
  • the geometric shapes of the container (4) and the nozzle (1) are thus two indissociable elements characteristic of the present invention.
  • the filling nozzle (1) is introduced through the self-sealing member (5) until it comes into contact with the shoulder (10) of the nozzle or any other support base provided for this purpose.
  • the sensor (3) detects the presence of the container (4) in the filling position. It then gives the order to the solenoid valve (2) to open, allowing the passage of the pressurized drink in the container (4), the latter remaining sealed during its filling at the member (5) self-sealing which encloses the nozzle (1) on its outer surface.
  • the solenoid valve (2) closes, stopping the filling, and the container (4) can then be extracted from the nozzle (1) with a movement from bottom to top.
  • the nozzle (1) is then no longer in contact with the self-closing member (5) and the latter naturally occludes, thereby retaining the beverage in the container (4).
  • the nozzle (1) remains always present inside the container (4) for as long as desired, the member (5) self-sealing performing a very good seal on the outer wall of the nozzle (1). This possibility thus allows the user to be available to perform other tasks before extracting the container (4) from the nozzle (1) and completing the service.
  • the head of the nozzle (8) being positioned in the bottom of the container (4), the unidirectional jet exiting the nozzle is always in contact with the beverage already present in the container from the first tenths of a second filling : the drink does not undergo a warming with the ambient air as it is observed during a conventional filling by the top of a glass or carafe. This therefore avoids a rise in the temperature within the liquid during filling, and further contributes to the limitation of foam formation of the beer sensitive to this parameter.
  • the mouth (9) for injecting the filling nozzle (1) which directs the jet of beverage to the bottom of the container, prevents any oxidation of the liquid with the ambient air, thus improving its preservation.
  • the present invention which ensures a precise positioning and orientation of the nozzle (1) of filling and always identical to the containing (4), allows to obtain repeatability and constant quality of filling.

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)

Abstract

Dispositif de remplissage d'un contenant (4) à boisson, au travers de son fond (11), comportant une électrovanne (2), une buse (1) de remplissage destinée à s'introduire au travers d'un organe (5) auto-obturant disposé dans l'une des parois du contenant (4), la buse (1) comportant un conduit interne et une bouche (9) d'injection et présentant un axe excentré du centre du fond (11 ) du contenant (4) et dont l'orientation de la sortie de la bouche (9) d'injection suit un angle θ, par rapport à l'axe X suivant un plan comprenant l'axe vertical du contenant (4), et l'axe du centre de la buse (1) de remplissage, ledit angle Θ étant supérieur à 60°, et la bouche d'injection de la buse étant d'une part inclinée et d'autre part positionnée à distance du fond (11) du contenant (4) lorsque ce dernier est en position de remplissage.

Description

DISPOSITIF DE REMPLISSAGE DE BOISSONS D'UN CONTENANT PAR SON FOND
La présente invention concerne un procédé de remplissage de boissons d'un contenant, notamment par son fond.
Le procédé se base sur l'association d'un dispositif d'alimentation, dont la buse d'injection a une configuration et une forme géométrique particulière, et d'un design spécifique du contenant, l'ensemble apportant des améliorations significatives par rapport aux systèmes de remplissage de récipients par le fond.
Le dispositif ainsi conçu, de part une approche géométrique et hydrodynamique, permet simultanément de limiter la formation d'un chapeau de mousse prohibitif en surface du liquide gazeux dans le contenant, d'éviter une élévation de la température de la boisson lors du remplissage, de garantir une meilleure conservation de la boisson, d'obtenir un processus de remplissage répétable et d'optimiser la manipulation du contenant tout en assurant la sécurité de l'opérateur.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Il existe en effet des dispositifs basés sur le principe de remplir un contenant, comme un verre ou gobelet, en injectant la boisson par le fond même de celui-ci, mais ils ne résolvent finalement pas de façon simultanée et intégrale l'ensemble des difficultés que l'on rencontre lorsque l'on souhaite remplir un contenant de boisson par son fond, de manière répétable, sans verser des gouttes, sans produire un chapeau de mousse prohibitif en surface des boissons gazeuses tout en garantissant la meilleure sécurité pour l'opérateur.
EXPOSE DE L'INVENTION
La présente invention permet de remédier à ces inconvénients. Elle apporte une solution pour minimiser significativement la formation du chapeau de mousse en surface des boissons gazeuses lors du remplissage du récipient, ou gobelet ou tout autre type de contenant par le fond. Elle concerne l'association d'une buse d'injection du liquide du dispositif de remplissage, qui est introduite au travers d'un organe auto-obturant, ou valve anti-retour, intégré en paroi du fond du gobelet, caractérisé d'une part par sa géométrie spécifique et d'autre part par celle du contenant lui-même dont la valve anti-retour est positionnée idéalement afin de répondre aux principes fondamentaux d'hydrodynamique favorisant les écoulements laminaires.
En effet il est bien connu que la production d'un écoulement turbulent génère automatiquement une émulsion importante de bulles de gaz et donc génère une grande quantité de mousse par exemple dans le cas de la bière.
Inversement, la production d'un jet laminaire, dont les lignes de courant suivent le plus tangentiellement possible la paroi du récipient, conduit à une amélioration très sensible du résultat. Un écoulement laminaire a aussi pour avantage d'être répétable et prévisible, ce qui aura pour conséquence d'obtenir des remplissages de contenants dans des conditions invariables et reproductibles.
En résumé, l'invention décrite porte sur :
- Le dispositif de remplissage d'un contenant à boisson, au travers d'une de ses parois, notamment par son fond, comportant une électrovanne et un capteur de présence, dont la buse de remplissage est destinée à s'introduire au travers d'un organe auto-obturant disposé dans l'une des parois du contenant, la buse de remplissage comportant un conduit interne et une bouche d'injection inclinée d'un angle Alpha compris entre +30 et -30° de préférence incliné de -5 à -30° degrés pour diriger le jet de la boisson vers le bas en tangence avec l'intérieur du fond du contenant.
- Le dispositif de remplissage dont la buse de remplissage, d'une forme extérieure de préférence cylindrique avec une tête hémisphérique ou ogivale, comprend un conduit interne de section variable.
- Le dispositif de remplissage dans lequel une buse de remplissage, dont l'axe est de préférence excentré du centre du fond du contenant et dont l'orientation de la sortie de la bouche d'injection suit un angle Téta, de préférence supérieur à 60° par rapport à l'axe X suivant un plan comprenant l'axe vertical du contenant et l'axe du centre de la buse de remplissage, dirige le jet de la boisson sortant de la buse de remplissage suivant une trajectoire en tangence avec l'intérieur de la paroi latérale.
- Le dispositif de remplissage dont la buse de remplissage, ou une partie du bâti du dispositif de remplissage, possède un épaulement stoppant la course d'introduction du contenant et créant ainsi une surface d'appui positionnant la bouche d'injection à une distance fixe par rapport au fond du contenant pendant le remplissage.
- Le dispositif de remplissage dont le capteur, de par sa forme extérieure, guide avec précision la paroi extérieure du contenant lors de l'introduction de la buse et est apte à détecter la présence du contenant.
- Le dispositif de remplissage dont un bac de rétention est destiné à récupérer la boisson lorsque l'électrovanne libère la boisson en l'absence du contenant.
- Le contenant apte à coopérer avec le dispositif dont l'organe auto-obturant est fixé au fond du contenant par une bague d'étanchéité, qui peut être positionnée soit à l'intérieur soit à l'extérieur du contenant, suivant un assemblage mécanique, chimique ou un assemblage par soudage au contenant.
- Le contenant apte à coopérer avec le dispositif dont l'organe auto-obturant est fixé ou noyé à l'intérieur même de l'épaisseur de la matière du fond du contenant, avec ou sans la présence de la bague d'étanchéité.
- Le contenant apte à coopérer avec le dispositif dont l'organe auto-obturant est positionné sur une paroi différente du fond du contenant.
- Un appareil, fixe ou mobile, qui comprend au moins deux dispositifs et qui est destiné à accueillir des contenants.
DESCRIPTION DETAILLEE La figure 1 montre une vue de l'ensemble du dispositif de remplissage de boisson, équipé d'une buse, et d'un récipient ou gobelet quelconque appelé ici contenant, positionné en cours de remplissage.
La figure 2 montre une vue de l'ensemble du dispositif de remplissage de boisson, équipé d'une buse et de ce contenant, avant ou après remplissage.
La figure 3 montre une vue de dessus en coupe A. A suivant la figure 1 , représentant le positionnement géométrique relatif de la buse dans son contenant.
La figure 4 est un détail B de la figure 2.
Les figures 5 et 6 illustrent l'écoulement au fond du contenant de la boisson en phase de remplissage.
La figure 7 illustre un exemple de l'intégration de deux procédés de remplissage sur
un même appareil.
Le dispositif de l'invention qui permet d'assurer le remplissage de la boisson, d'un contenant par son fond, comprend :
- une électrovanne (2) réalisant l'alimentation de la boisson dans la buse de remplissage
une buse (1 ) de remplissage munie d'une tête (8) et d'une bouche (9) d'injection
un capteur (3) détectant la présence du contenant
un contenant (4) à boisson constitué d'une paroi (12) et d'un fond (1 1 ) une bague (6) d'étanchéité, disposée dans l'orifice (7) et fixée au fond
(1 1 ) du
contenant (4)
- un organe (5) auto-obturant qui peut être une membrane ou valve anti-retour souple ou un clapet anti-retour rigide, fixé entre la bague (6) d'étanchéité et le fond (1 1 ) du contenant (4)
Un épaulement (10) ou embase D'une manière plus détaillée, on peut voir sur les figures 1 , 2, 3 la disposition et la constitution des divers éléments :
Le dispositif de remplissage à proprement parler comprend une électrovanne (2) directement reliée classiquement par une tuyauterie au circuit d'arrivée (non représenté) de boisson. En sa partie supérieure, au niveau de son orifice de sortie, est disposée la buse (1 ) de remplissage ainsi qu'un capteur (3) de présence.
Le contenant (4), comprend en son fond (1 1 ), une bague (6) d'étanchéité sertie ou fixée en sa partie inférieure, dans l'orifice (7) du contenant, pouvant être indifféremment installée à l'intérieur ou à l'extérieur de la paroi. La bague (6) d'étanchéité est volontairement disposée au plus près de la paroi du contenant (2).
Entre cette bague (6) d'étanchéité et le fond (1 1 ) du contenant (4) est fixé l'organe (5) auto-obturant.
La buse (1 ) de remplissage est d'une forme de préférence cylindrique avec une tête (8) hémisphérique ou ogivale afin de faciliter sa pénétration progressive au travers de l'organe (5) auto-obturant sans détériorer celui-ci. L'organe (5) auto- obturant assure un contact permanent avec la forme extérieure de la buse (1 ) pendant les trois phases d'introduction, de remplissage et de retrait créant une étanchéité permanente du contenant (4).
La figure 4 montre bien la forme de la sortie de la bouche d'injection (9) dont la partie interne s'incurve progressivement en inclinaison vers le bas d'un angle négatif compris entre 5 et 15°. La buse (1 ) de remplissage comprend également en sa partie inférieure, un épaulement (10) ou embase, créant une surface d'appui pour le positionnement idéal en hauteur du gobelet lorsqu'il est phase de remplissage.
La position relative en hauteur de la bouche d'injection (9) est optimisée de sorte que la direction du jet de la boisson suive une trajectoire en pente douce, tangente à la paroi (12) et au fond (1 1 ) du contenant (4). Les figures 5 et 6 montrent la disposition angulaire en orientation latérale de la bouche d'injection (9), de sorte que la direction du jet de la boisson suive une trajectoire tangente à la paroi (12) latérale. On comprend ainsi la complémentarité de la disposition d'ensemble de la buse (1 ) dans son contenant (4) permettant aux lignes de courant du jet sous pression sortant de la bouche (9) d'injection de suivre une trajectoire avec un écoulement le plus laminaire possible évitant toute turbulence émettrice d'émulsions gazeuses. Les formes géométriques du contenant (4) et de la buse (1 ) sont ainsi deux éléments indissociables caractéristiques de la présente invention.
Pour une meilleure compréhension de l'invention et des avantages qu'elle procure, on rappelle les phases du processus pour effectuer le remplissage du contenant (4) par son fond (1 1 ) avec le dispositif à buse (1 ) de remplissage et du contenant (4) associé.
Par un mouvement manuel de haut en bas du contenant (4), la buse (1 ) de remplissage est introduite au travers de l'organe (5) auto-obturant jusqu'à venir en contact avec l'épaulement (10) de la buse ou tout autre embase d'appui prévue à cet effet. Dans cette position de remplissage en butée, le capteur (3) détecte la présence du contenant (4) en position de remplissage. Il donne alors l'ordre à l'électrovanne (2) de s'ouvrir, permettant le passage de la boisson sous pression dans le contenant (4), celui-ci restant étanche pendant son remplissage au niveau de l'organe (5) auto-obturant qui enserre la buse (1 ) sur sa surface extérieure.
Après une certaine durée programmée de remplissage, l'électrovanne (2) se referme, stoppant le remplissage, et le contenant (4) peut alors être extrait de la buse (1 ) avec un mouvement de bas en haut. La buse (1 ) n'est alors plus en contact avec l'organe (5) auto obturant et ce dernier s'occulte naturellement, retenant ainsi la boisson dans le contenant (4). Lorsque l'utilisateur souhaite ne pas extraire le contenant (4) immédiatement après son remplissage, la buse (1 ) reste toujours présente à l'intérieur du contenant (4) autant de temps que souhaité, l'organe (5) auto-obturant réalisant une très bonne étanchéité sur la paroi extérieure de la buse (1 ). Cette possibilité permet ainsi à l'utilisateur d'être disponible pour effectuer d'autres tâches avant d'extraire le contenant (4) de la buse (1 ) et de terminer le service.
On remarquera que, la tête de la buse (8) étant positionnée dans le bas du contenant (4), le jet unidirectionnel sortant de la buse est toujours en contact avec la boisson déjà présente dans le contenant dès les premiers dixièmes de seconde de remplissage : ainsi la boisson ne subit pas de réchauffement avec l'air ambiant comme on l'observe lors d'un remplissage conventionnel par le haut d'un verre ou d'une carafe. Cela évite donc une élévation de la température au sein du liquide lors du remplissage, et contribue encore davantage à la limitation de formation de mousse de la bière sensible à ce paramètre.
On notera également que la bouche (9) d'injection de la buse (1 ) de remplissage, qui oriente le jet de boisson au plus bas du contenant, évite toute oxydation du liquide avec l'air ambiant, améliorant ainsi sa conservation.
En comparaison avec un remplissage d'un verre réalisé avec le bec d'une tireuse conventionnelle dont la position peut être aléatoire, la présente invention qui assure un positionnement et une orientation de la buse (1 ) de remplissage précis et toujours identiques par rapport au contenant (4), permet d'obtenir répétabilité et qualité constantes de remplissage.
Un avantage sécuritaire est également induit par cette disposition de buse (1 ) qui dirige le jet de la boisson vers le bas. En effet en cas d'une ouverture intempestive de l'électrovanne (2) pouvant libérer un jet de boisson, alors que le contenant (4) ne serait pas en position de remplissage, le liquide serait facilement capté par gravité par un bac de rétention (non représenté).
Dans un autre mode particulier de l'invention, il est tout à fait possible de dupliquer le nombre de dispositifs de remplissage afin que l'opérateur puisse remplir plusieurs contenants en même temps.

Claims

REVENDICATIONS
1 ) Dispositif de remplissage d'un contenant (4) à boisson, au travers de son fond (1 1 ), comportant une électrovanne (2), une buse (1 ) de remplissage destinée à s'introduire au travers d'un organe (5) auto- obturant disposé dans l'une des parois du contenant (4), la buse (1 ) de remplissage comportant un conduit interne et une bouche (9) d'injection, la buse (1 ) de remplissage présentant un axe excentré du centre du fond (1 1 ) du contenant (4) et dont l'orientation de la sortie de la bouche (9) d'injection suit un angle Θ, par rapport à l'axe X suivant un plan comprenant l'axe vertical du contenant (4), et l'axe du centre de la buse (1 ) de remplissage, caractérisé en ce que ledit angle Θ est supérieur à 60°, en ce que la bouche d'injection de la buse est d'une part inclinée et d'autre part positionnée à distance du fond (1 1 ) du contenant (4) lorsque ce dernier est en position de remplissage.
2) Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la bouche (9) d'injection de la buse est inclinée d'un angle a compris entre +30 et - 30° de préférence incliné de -5 à -30° degrés.
3) Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la buse (1 ) de remplissage présente une forme extérieure cylindrique avec une tête (8) hémisphérique ou ogivale, et en ce que la buse comprend un conduit interne de section variable.
4) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la buse (1 ) de remplissage, ou une partie du bâti du dispositif de remplissage, possède un épaulement (10) stoppant la course d'introduction du contenant (4) et créant ainsi une surface d'appui.
5) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (3) apte à détecter la présence du contenant, et à guider la paroi (12) extérieure du contenant (4) lors de l'introduction de la buse (1 ).
6) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un bac de rétention destiné à récupérer la boisson lorsque l'électrovanne (2) libère la boisson en l'absence du contenant (4).
7) Contenant apte à coopérer avec un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que l'organe (5) auto-obturant est fixé au fond (1 1 ) du contenant (4) par une bague (6) d'étanchéité associée au contenant (4) suivant un assemblage mécanique, chimique ou un assemblage par soudage au contenant (4). 8) Contenant apte à coopérer avec un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que l'organe (5) auto-obturant est fixé ou noyé à l'intérieur même de l'épaisseur de la matière du fond (1 1 ) du contenant (4). 9) Contenant apte à coopérer avec un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que l'organe (5) auto-obturant est positionné sur une paroi (1 1 ) du contenant (4) autre que le fond de ce dernier. 10) Appareil caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux dispositifs selon l'une des revendications 1 à 9 et destiné à accueillir chacun un contenant (4) selon l'une des revendications 7 à 9.
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