Brevet FR2132030A1 — publié le 19721117

i 2132030 Les dispositifs doseurs habituels pour produits liquides et pâteux sont relativement coûteux et encombrants, ce qui constitue en particulier un inconvénient au cas où un grand nombre de récipients d'emballage doivent être emplis avec de 5 petites doses. Le dispositif doseur selon l'invention, qui a pour but d'éliminer ces inconvénients, est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ensemble qui comporte une soupape d'admission, et une soupape d'échappement à axe vertical reliée à celle-ci par un soufflet à axe vertical, le corps de 10 la soupape d'échappement se composant d'une membrane et d'une tubulure de sortie associée à celle-ci; que les extrémités du soufflet de chaque ensemble sont raccordées à deux éléments superposés, susceptibles d'effectuer, sous l'action d'un dispositif d'entraînement, un mouvement réglable de va-et-vient 15 vertical l'un par rapport à l'autre; que pendant le mouvement relatif descendant de l'élément inférieur, la soupape d'admission est ouverte et la soupape d'échappement est fermée; et qu! au contraire, pendant le mouvement relatif ascendant de l'élément inférieur, la soupape d'admission est fermée et la soupape 20 d'échappement est ouverte. Un exemple de réalisation de l'objet de l'Invention est représenté sur les dessins- La figure 1 est une coupe verticale d'un dispositif doseur. 25 La figure 2 est la même coupe verticale que sur la figure 1, mais à un autre stade de fonctionnement. Le disijositif doseur représenté comporte une plaque horizontale 1 fixée au bâti et une plaque horizontale 2, située au-dessous, mobile en un mouvement de va-et-vient verti-50 cal. Dans un trou 5 formé dans la plaque 1 s'engage l'extrémité supérieure, munie d'une petite bride 4, d'un soufflet 5 à axe vertical, qui peut être par exemple en polytétrafluoréthylène. Lorsque la bride 4 n'est pas suffisamment déformable élastique-ment pour pouvoir être introduite à travers le trou 5, ce 55 dernier peut comporter un élargissement dont le rayon est supérieur à celui de la bride 4-, élargissement à travers lequel on fait passer la bride pour la faire glisser ensuite dans la position représentée. La bride 4 se place dans un renfoncement latéral 6 d'un chapeau 7 qui est emmanché sur une tubulure ho-40 rizontale de sortie 8 de la cage d'une soupape d'équerre 9 et 72 09660 2 2132030 qui relie la sortie de cette soupape à l'intérieur du soufflet 5 par un alésage longitudinal 10 et un alésage transversal 11. La cage de soupape présente une tubulure verticale d'entrée 12 qui est raccordée à une conduited'alimentation (nonreprésentée) 5 pour un liquide à doser, par exemple de la crème. Une tige de soupape 13, en position coaxiale avec la tubulure de sortie, est munie, à son extrémité contenue dans la cage, d'une tête de soupape 14- qui repose sur un siège de soupape 15 dans la position de fermeture représentée sur la figure 1. Le chapeau 7 est 10 fixé sur la plaque 1 par des moyens non indiqués en détail, par exemple à l'aide de vis, une garniture d'étanchéifcé 16 étant prévue entre la plaque et la bride 4. Alors que l'extrémité supérieure du soufflet 5 est fixée à la plaque 1 par la bride 4 et le chapeau 7, son extré-15 mité inférieure est fixée rigidement à la plaque 2 par l'intermédiaire d'une cage de soupape 17- L'extrémité supérieure de la cage de soupape cylindrique 17 se trouve dahs un trcu 18 de la plaque 2 et présente une forure axiale 19 qui se prolonge, au-delà d'un épaulement annulaire 20, par- une' forure axiale 21 20 de plus petit diamètre. Dans la forure 19 sont superposés une garniture d'étan-chéité 23, une membrane 24 de forme annulaire, un disque 25, une bride 26 formée à l'extrémité inférieure du soufflet et une garniture d'étanchéité 27, ces éléments 23-27 étant compres-25 sés entre 1'épaulement annulaire 20 et une bride 28 qui est fixée rigidement, par dès moyens non représentés, à la cage de soupape 17 et à la plaque 2. La bride 28 présente un trou 29 par'lequel passe l'extrémité inférieure du soufflet 5 et qui peut avoir la même forme que le trou 3. Le disque 25 présentejune cou-30 ronne de trous 30 qui débouchent dans une rainure annulaire 31, laquelle est limitée par deux surfaces coniques 32 et 33. En outre la partie centrale 34 du disque 25 présente un renfoncement plat 35 ouvert vers le bas, de sorte qu'un siège de soupape 36 soit formé entre ce renfoncement 35 et la surface conique interne 33. 35 Vers l'intérieur, la membrane annulaire'se prolonge par une tubulure de sortie 37, formée d'un seul tenant avec elle En tant que matériau pour la pièce 24, 37 qui constitue le corps de soupape, on peut par exemple utiliser le polytétrafluor-éthylène. Il est visible que, quand le corps de soupape 24, 37 40 se trouve dans la position de la figure 1, c'est-à-dire quand 72 09660 5 2132030 JLa membrane 24 est courbée vers le bas, un liquide contenu dans le soufflet 5 peut parvenir, en traversant les trous 50 et la rainure annulaire 31, à l'intérieur de la tubulure de sortie 57 et s'écouler ainsi hors de cette dernière. Si, par 5 contre, comme le montre la figure 2, une zone annulaire 58 du corps de soupape 24, 57 est pressée contre le siège de soupape 56, l'écoulement du liquide à travers la soupape désignée dans son ensemble par 59, est interrompu. la soupape 39 est commandée par de l'air comprimé qui 10 peut être Introduit, par une canalisation non représentée, dans un canal transversal 40 de la cage de soupape 17- le canal transversal 40 débouche dans la forure axiale 21, dont le diamètre est plus grand que le diamètre extérieur de la tubulure de sortie 37, si bien qu'en cas d'alimentation de la soupape 39 en 15 air comprimé, cet air arrive au-dessous de la membrane 24 et le corps de soupape 24, 37 se met en position de fermeture, une garniture d'étan^chéité 22 s'opposant à l'échappement d'air comprimé vers le bas. Pou:p mettre en mouvement la plaque 2, il est prévu un 20 dispositif d'entraînement 41 qui n'a été indiqué schéaatique-ment que sur la figure 1, dispositif par lequel la plaque 2 peut être soulevée et abaissée entre deux niveaux dont la différence est réglable. Par exemple, il peut être prévu un cylindre pneumatique dont le piston élève et abaisse la plaque 25 2 entre deux butées 42, 45, dont l'une au moins est réglable en hauteur. Le dispositif décrit, qui sert au remplissage-de gobelets 44 avec une dose précise de crème, fonctionne de la manière suivante. 50 Lorsque la plaque 2 se trouve dans sa position la plus haute (fig.2), la capacité du soufflet 5 est réduite au minimum, la soupape d'écnappement 39 est fermée par application d'air comprimé et la soupape d'admission 9 est ouverte. Au moment où la plaque 2 descend ensuite dans la position de la figu-55 re 1/ du liquide est aspiré dans le soufflet 5 à travers la soupape d'admission 9» Lorsque la plaque 2 se trouve dans sa position la plus basse, la soupape d'admission 9 est fermée et la soupape d'échappement 59 est ouverte, par le fait que l'admission d'air comprimé est interrompue. A cette fin, il est prévu 72 0966Q 4 2132030 10 20 dans la canalisation d'air comprimé, une soupape à trois voies en communication avec la source d'air comprimé et l'atmosphère cette soupape étant accouplée au mécanisme de commande de la tige de soupape 13, lequel est évidemment synchronisé aussi avec le dispositif d'entraînement de la plaque 2. La membrane 24 est pré-contrainte de sorte qu'au moment de la coupure de l'air comprimé, elle se place dans sa position courbée vers le bas (fig;1). Dès lors, lorsque la plaque 2 est eoulevée de nouveau dans sa position supérieure, il s'écoule, dans le gobelet 44, à partir du soufflet 5 aplati, la quantité exacte de liquide qui avait été précédemment aspirée par le soufflet 5» Il est manifeste qu'on peut faire varier la dose voulue en modifiant la course du dispositif d'entraînement de la plaque 2 pour déplacer les butées 42 et/ou 43. L'ensemble constitué essentiel-^ lement par les soupapes 9, 39 et le soufflet 5 prend peu de place et peut être fabriqué très économiquement . Gela revêt une importance particulière au cas où de hombreux gobelets 44, formés par emboutissage profond dans une bande 45 de matière plastique, doivent être remplis en même temps. Il peut être par exemple disposé, dans la bande 45, deux rangées de huit gobelets chacune, c'est-à-dire au total seize gobelets contigus, pour lesquels il est alors prévu autant d'ensembles 9, 5, 39 entre les plaques 1 et 2. Dans ces conditions, il suffit d'un seul dispositif d'entraînement 41 pour la dilatation'et la compression ^ des soufflets 5 et on peut utiliser des éléments communs pour la commande des soupapes d'"échappement 39 et la manoeuvre des soupapes d'admission 9- Puis les gobelets 44- remplis sont tout d'abord fermés, de façon connue en soi, par une mince feuille commune de matière plastiqua et séparés les uns des autres. 3® Dans la forme de réalisation du dispositif doseur représenté sur les dessins, la plaque supérieure 1 est montée à poste fixe, de sorte qu'au moment de l'éjection de la quantité de produit dosée dans le soufflet, la plaque 2 et, par suite, la tubulure de sortie 37 effectuent une course ascendante. Dans ces condi-55 tions, la distance parcourue chaque fois est toujours proportionnelle à la quantité de produit éjectée. Il en résulte des conditions optimales pour le remplissage des récipients 44, sans aucune dispositioh compliquée. Un autre avantage du dispositif décrit consiste en 40 72 09660 5 2132030 ce qu'on peut le laver impeccablement de manière simple, en faisant passer un produit de lavage à travers l'ensemlle 9, 5, • 39, les soupapes 9 et 39 étant ouvertes ou, mieux encore, en procédant selon le mode de fonctionnement normal. Dans ces con-5 ditions, on peut utiliser des produits de lavage usuels, tels qu'eau chaude, vapeur, lessives ou similaires. Il va de soi que de multiples variantes du dispositif décrit, sont possibles; par exemple, la plaque peut être fixe ou les deux plaques peuvent être animées d'un mouvement qui 10 les rapproche et les éloigne alternativement. D'autre part, la membrane 24 de la soupape d'échappement 39 peut être précontrainte de sorte que, quand elle n'est sollicitée par aucune force, elle se courbe, non pas vers le bas, mais vers le haut. Il n' est alors pas nécessaire de prévoir une commande par air com-15 primé, puisque la soupape 39 exerce par l'extérieur une contre-pression constante sur sa membrane 24 qui, dans ce cas, est. constamment dans la position de fermeture de la figure 2, tant que la plaque 2 n'est pas déplacée vers le haut» Liais au moment de la compression du soufflet 5, la pression du liquide vainc 20 la pré-tension de la membrane 24, si bien que la soupape d'échappement 39 est ouverte et laisse sortir le liquide. Mais la forme de réalisation avec commande par air comprimé offre l'avantage d'une plus grande sûreté de fonctionnement, étant donné qu'une disparition de la pré-tension de la membrane n'a aucune 25 conséquence nuisible. A la place de la soupape d'admission 9 réalisée sous forme de soupape d'équerre, il peut être aussi prévu une soupape d'admission à axe vertical,qui peut être munie le cas échéant d'une commande pneumatique, mais sans être réalisée en détail comme la soupape 39-30 Le corps de soupape, se composant de la membrane 24 et de la tubulure de sortie 37, ne doit pas être nécessairement d'une seulelpièce. Au contraire, pour des dimensions plus grandes, il peut être opportun de la former par l'assemblage d'une membrane de matière plastique et d'unetubulure en métal. 35 Le plus simple est que la face extérieure de la mem brane 24 soit soumise à la pression atmosphérique. Liais, dans certaines circonstances, il peut être judicieux, pour des raisons de sûreté, de choisir une contre-pression un peu plus élevée, par exemple de 0,2-0,75 atm rel. Dans ce cas, le canal 40 transversal 40 ne débouche pas dans l'atmosphère, mais est en communication ininterrompue avec un réseau de pression 72 09660 6 2132030 zpproprié. Le siège de soupape 36 peut être également constitué par une bague d'étanchéité qui est tendue sur le disque 25, au lieu d'être formé par une partie de ce disque lui-même. 72 09660 7 2132030 REVENhlGATIOÎÏià 1 - Dispositif de dosage pour produits liquides et pâteux, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ensemble se composant d'une soupape d'admission (9) et d'une soupape d'échappement (39) à axe vertical, reliée à celle-ci par 5 un soufflet (5) à axe vertical, le corps de la soupape d'échappement se composant d'une membrane (24) et d'une tubulure de sortie (37) associée à celle-ci; que les deux extrémités du soufflet (5) de chaque ensemble (9, 5, 39) sont raccordées à deux éléments (1, 2) superposés, susceptibles d'effectuer, sous l'ac-10 tion d'un dispositif d'entraînement (41), un mouvement réglable de va-et-vient vertical l'un par rapport à l'autre; que pendant le mouvement relatif descendant; de l'élément inférieur (2), la soupape d'admission (9) est ouverte et la soupape d'échappement (39) est fermée; et qu'au contraire, pendant le mouvement 15 relatif ascendant de l'élément inférieur (2), la soupape d'admission (.9) est fermée et la soupape d'échappement (39) est ouverte. 2 - Dispositif de dosage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de soupape (24, 37) 20 présente une zone annulaire (33) qui coopère avec un siège de soupape annulaire (36). 3 - Dispositif de dosage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le siège de soupape annulaire (36) est formé par une bague d'étanchéité tendue sur un disque (25) 25 4 - Dispositif de dosage selon la revendica tion 1, caractérisé ence que les éléments qui sontkobiles l'un i par rapport à l'autre sont réalisés sous forme de plaques (1, 2) et que ces plaques sont assemblées aux extrémités des soufflets d'un certain nombre d'ensembles (9, 5» 59)* $0 5 - Dispositif de dosage selon la revendica tion 1, caractérisé en ce que la tubulure de sortie (37) du corps de soupape (24, 37) est disposée dans une forure longitudinale (21) de la cage (17) de la soupape d'échappement (39) forure dont le diamètre est suj.)érieur au diamètre extérieur de 35 la tubulure (37), qu'un canal transversal (40) pour le raccordement commandé à une canalisation d'air comprimé débouche dans la forure longitudinale (21) et que la membrane (24) ne se place 72 09660 8 2132030 en position de fermeture qu'en cas d'application d'air comprimé. tion 1, caractérisé en ce que la tubulure de sortie (37) du corps de soupape (24, 37) est disposée dans une forure longitu-5 dinale (21) de la cage (17) de la soupape d'échappenent (39), forure dont le diamètre est supérieur au diamètre extérieur dë la tubulure (37), qu'un canal transversal (40) qui est en communication ininterrompue avec une source de pression débouche dans la forure longitudinale (21) et que la membrane (24) est 10 pré-tendue de sorte qu'elle ferme la soupape d'échappement lorsqu'elle ne subit aucune charge du côté dirigé vers le tion 1, caractérisé en ce qu'une tubulure de sortie tubulaire 15 (37) et une membrane annulaire (24) sont formées d'une seule pièce à partir du même matériau. 6 - Dispositif de dosage selon la revendica- soufflet (5). 7 - Dispositif de dosage selon la revendica-