Brevet FR2170954A1 — publié le 19730921

L'invention est relative aux appareils pour doser des volumes de liquide, plus particulièrement à ceux destinés à doser des volumes prédéterminés (par exemple d'un litre ou d'un demilitre) de lait ou d'un autre liquide potable en vue notamment de leur conditionnement ultérieur, en particulier dans des réceptacles en carton ou en matière plastique. Elle concerne plus particulièrement encore, parmi ces appareils, ceux comportant une capacité de volume connu, des moyens pour relier dans un premier temps de remplissage le sommet de cette ca opacité à une source de dépression extérieure et la base de ladite capacité à une réserve du liquide à doser, et des moyens pour relier dans un deuxième temps de vidage le sommet de la capacité à l'atmosphère et sa base à une conduite d'évacuation. Elle a pour but, surtout, de rendre les appareils du genre en question tels qu'ils répondent mieux que jusqu'à ce jour aux diverses exigences de la pratique, notamment en ce qui concerne la simplicité et la rapidité du passage de la position "remplissqge" à la position "vidage1, et inversement. Les appareils doseurs du genre en question conformes à l'invention sont essentiellement caractérisés en ce qu'ils comprennent à la base de leur capacité un triple fond perforé, savoir deux fonds extrêmes fixes, solidaires de la capacité, perforés chacun de deux trous cylindriques verticaux alignés verticalement deux à deux, l'une des paires de trous alignés servant à l'admission du liquide dans la capacité et l'autre à son évacuation, et un fond intermédiaire mobile également perforé par deux trous cy lindriques dont les diamètres sont respectivement égaux à ceux des trous des deux paires d-dessus, mais susceptibles dwêtre alignés séparément et non simultanément avec les trous correspondant de ces deux paires, ledit fond mobile étant agencé de façon à pouvoir autre facilement déplacé d'une première position de remplissage correspondant à l'alignement des trois trous d'admission à une deuxième position de vidage correspondant à l'alignement des trois trous d'évacuation et inversement, et en ce que sont prévus, d'une part dans l'un ou l'autre des fonds fixes, trois évidements reliés respectivement, le premier au sommet de la capacité, le deuxième à une source de dépression extérieure et le troisième à l'atmosphére et d'autre part, dans le fond mobile, au moins un quatrième évidement propre à coagir avec les trois premiers de façon telle que, pour la première position de remplis sage du fond mobile, la communication soit établie à travers le quatrième évidement entre le premier et le deuxième évidements et que, pour la deuxième position de vidage dudit fond mobile, la communication soit établie à travers le quatrième évidement entre le premier et le troisième évidements. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - le fond mobile est constitué par une galette plate limitée verticalement par deux faces planes parallèles serrées élastiquement entre des faces planes en regard des deux fonds fixes, - dans un appareil doseur selon l'aliné précédent, le fond mobile est un disque horizontal monté de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe vertical, - dans un appareil doseur selon l'alinéa précédent, la capacité est cylindrique de révolution autour d'un axe vertical et l'axe de pivotement du fond mobile est confondu avec cet axe vertical, - le fond mobile est constitué en une matière plastique rigide inaltérable par le liquide à doser, - le fond mobile est constitué en acier inoxydable, - les deux fonds fixes sont solidarisés entre eux d'une partangulairement par pénétration d'un doigt solidaire de l'un de ces fonds dans un logement complémentaire évidé dans l'autre et verticalement par vissage d'un système boulon-écrou central avec interposition d'un organe élastique, - l'appareil doseur comporte au voisinage du sommet de sa capacité, d'une façon connue en soi, un flotteur qui est déplacé vers le haut par le liquide admis dans ladite capacité à la fin de son remplissage et ce déplacement est exploité pour commander automatiquement le passage du fond mobile de sa position angulaire de remplissage à sa position de vidage. L'inventiçn comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit l'on va décrire un mode de réalisation de l'appareil doseur selon l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative. Les figures 1 et 2, de ce dessin, sont des schémas illustrant respectivement les deux phases de remplissage et de vidage d'un appareil doseur conforme à l'invention. Les figures 3, 4, 5 et 6 montrent un tel appareil respectivement en demi-coupe verticale selon III-III, figure 4 et en coupes horizontales selon IV-IV, V-V et VI-VI, figure 3. D'une façon connue en soi, le doseur illustré comprend une capacité 1 dont le volume intérieur, bien déterminé (par exemple égal à un litre ou à un demi-litre) correspond à celui à doser, capacité délimitée - latéralement par une paroi cylindrique 2, généralement transparente, - inférieurement par un fond perforé 3 à travers lequel se font successivement l'admission dans la capacité du liquide 4 à doser, puis après remplissage, l'évacuation du volume dosé de ce liquide, - et supérieurement par un couvercle 5 perforé en son sommet en 6 et équipé d'une cage 7 ajourée inférieurement contenant un flotteur 8 juste au-dessous de l'orifice 6. I1 est connu - d'une part de relier à volonté l'orifice 6 soit à une source de dépression extérieure, soit à l'atmosphère, à l'aide d'un premier robinet à trois voies, - et d'autre part de relier à volonté le fond 3 soit à un réservoir du liquide à doser, soit à une canalisation de distribution du liquide dosé, notamment dans des récipients distincts à remplir par les volumes dosés, à l'aide d'un deuxième robinet à trois voies. La manoeuvre successive de ces deux robinets à trois voies est relativement fastidieuse et longue. L'invention permet de simplifier et d'accélérer considérablement ces manoeuvres en les remplaçant par la simple rotation d'un tiroir distributeur unique constituant le fond intermédiaire d'un triple fond qui délimite inférieurement la capacité de dosage, Les trois fonds sont constitués respectivement par des plaques circulaires horizontales massives superposées et serrées verticalement et souplement l'une contre l'autre à l'aide d'un système boulon 9-écrou 10 central avec interposition d'un organe élastique Il entre l'écrou et le fond en regard (organe lui-m8me constitué par un manchon en matériau élastomère ou par un ressort hélicordal de compression entourant le boulon 9). Chacun des trois fonds peut être constitué en un métal, al liage ou matière plastique inattaquable par le liquide à doser (alliage à base d'aluminium, acier inoxydable ou autre). La base de la paroi latérale 2 est montée de façon étanche, avec interposition d'un anneau d'étanchéité 12, sur le fond supérieur 31. Les deux fonds extrêmes supérieur 31 et inférieur 32 sont solidarisés angulairement l'un avec l'autre par introduction d'un doigt cylindrique 13 faisant saillie verticalement au-dessous du fond 31 dans un logement complémentaire 14 évidé dans le fond 32. Ces deux fonds fixes 31 et 32 sont évidés chacun de deux trous cylindriques verticaux (451 et 161 dans le fond supérieur ; 152 et 162 dans le fond inférieur) alignés verticalement deux à deux, deux de ces trous alignés (151 et 152) servant à l'admission du liquide à doser dans la capacité à travers une canalisation 17 reliant le trou inférieur 152 au réservoir de liquide, et les deux autres trous alignés (161 et 162) servant à l'évacuation du liquide dosé vers une canalisation 18 de distribution reliée au trou inférieur 162. Pour simplifier la construction ainsi que les montages et démontages, les canalisations 17 et 18 comportent avantageusement des tuyaux souples emmanchés sur des embouts rigides eux-mêmes soudés sous le fond inférieur 320 Le serrage axial élastique mutuel des trois fonds perforés 31 32' et 33 l'un contre l'autre assure une excellente étanchPi- té entre les trous qui y sont perforés et les interfaces mutuelles des fonds sans gêner pour autant les libres déplacements angulaires du fond intermédiaire 33 autour du boulon 9. Pour que ces déplacements soient possibles, sous la commande d'une manette extérieure 19, ledit fond est évidé d'une lumière allonges 20 traversée librement par le doigt 13o Ce fond intermédiaire est évidé de trous cylindriques verticaux 153 et 163 de mêmes diamètres que les trous correspondant aux mêmes références avec les indices I et 2o Mais ces trous n'occupent pas les mêmes places relatives dans le fond 33 que les deux autres trous dans leurs fonds respectifs, de sorte qu'ils ne peuvent pas être alignés simultanément avec ces autres trous mais à tour de rôles Par exemple, si les trous 151 et 161 sont diamétralement opposés par rapport à l'axe vertical de la capacité dans le fond 31 - de même que les trous 152 et 162 dans le fond 32 ~ les trous 153 et 163 sont décalés angulairement de 90" autour dudit axe dans le fond 33 (fig.5) : il faut alors faire tourner ce fond 33 de 900 pour passer de la position de "remplissage, pour laquelle les trous 151, 152 et 153 sont alignés verticalement à la position de "vidage" pour laquelle les trous 16î, 162 et 163 sont alignés verticalement. Ce même déplacement est exploité en outre pour permutez automatiquement la liaison entre l'orifice 6 disposé au sommet de la capacité 1 d'une part et soit une pompe aspirante 21, soit l'atmosphère d'autre part. A cet effet - l'orifice 6 est relié, par l'intermédiaire d'une canalisation 22, à une rainure en haricot 23 évidée dans la surface inférieure du fond supérieur 31 - le fond intermédiaire 33 est lui-même perforé de part en part par une lumière en haricot 249 - et le fond inférieur 32 est perforé de part en part de deux orifices 25 et 26 communiquant respectivement, le premier par l'in termédiaire d'une canalisation 27 avec la pompe 21 et le deuxième avec l'atmosphère. Les positions, dimensions et formes des différents évidements 24, 25 et 26 sont tels que, pour la position de remplissage, la lumière 24 assure la communication entre la rainure 23 et la pompe 21 (position représentée en traits pleins sur la figure 5) et qu'au contraire, pour la position de vidage, ladite lumière 24 assure la communication entre ladite rainure 23 et l'atmosphère (position représentée en traits mixtes sur la figure 5). On voit encore sur les figures - des trous 27î, 272 et 273 évidés aux centres des fonds 32 et 33 pour livrer passage au boulon 9, - un déflecteur 28 monté sur un prolongement supérieur 29 de ce boulon 9 pour régulariser le niveau du liquide aspiré et admis dans la capacité 1, - et une surface 30 inclinée prévue dans la face supérieure du fond 31 pour permettre l'écoulement par gravité de la totalité du liquide contenu dans la capacité 1 vers le trou l60 Le poids du flotteur 8 est suffisant pour que celui-ci ne soit pas déplacé vers le haut par la seule aspiration exercée sur lui par la pompe 21 à travers l'orifice 6. Le fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus est le suivant. Pour la position de remplissage (fig.1) -- d'une part la communication est établie à travers les trous 15 152 et 153 alors alignés verticalement entre la capacité 1 et la réserve de liquide à doser, alors que la conduite d(éva- cuation est obturée, - d'autre part la dépression de la pompe 21 est appliquée au sommet de la capacité 1, ce qui permet de remplir ladite capacité par le liquide (flèches 31). Pour la position de vidage (fiv.2) - d'une part la communication est établie à travers les trous 161, 162 et 163 alors-alignés verticalement entre la base de la capacité 1 et la canalisation de distribution 18, alors qu'au contraire la communication entre cette base et la réserve de liquide est obturée, - d'autre part la partie supérieure de la capacité 1 est mise à l'atmosphère, ce qui a pour effet de vider automatiquement par gravité la capacité du volume de liquide dosé (flèches 32). Pour passer de la première à la deuxième position, il suffit de faire tourner de 90" la manette 192 et inversement, opération remarquablement simple et rapide. Si cette manoeuvre est manuelle, le rôle du flotteur 8 peut être uniquement d'assurer la fermeture automatique de l'orifice 6 en fin de remplissage de la capacité, ce qui empêche que le liquide ne soit alors aspiré vers la pompe 21. Dans un mode de réalisation perfectionné, on peut exploiter le déplacement vertical du flotteur à la fin du remplissage pour actionner un micro-rupteur de commande d'un servo-mécanisme propre à effectuer automatiquement ladite manoeuvre. L'expérience montre que, dès que cette manoeuvre est exécutée, l'application de la pression atmosphérique au-dessus du flotteur, combinée avec l'application du poids du liquide sur l'ouverture d'évacuation inférieure alors dégagée, se traduit instantanément par le début du vidage, avec descente du flotteur et donc dégagement de l'orifice 6. Quand le vidage est terminé, il suffit de faire tourner la manette 19 de 900 dans le sens inverse du précédent pour amorcer le remplissage suivant. Cette manoeuvre peut être exécutée manuellement. Elle peut aussi être commandée automatiquement, et notamment à intervalles réguliers par une minuterie préréglée en fonction du temps réel du cycle complet remplissage-vidage. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose d'un appareil doseur de liquide dont la constitution et le fonctionnement résultent suffisamment de ce qui précède et qui présente dehombreux avantages par rapport à ceux existant jusqu'à ce jour, notamment en ce qui concerne la simplicité et la rapidité du passage de la position de remplissage à la position de vidage et inversement : l'expérience a montré que l'on pouvait réaliser, avec l'appareil décrit ci-dessus, des dosages successifs d'un litre avec des cycles complets remplissage-vidage de 5 secondes seulement. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment - celles où les fonds intermédiaires mobiles de plusieurs doseurs du type décrit ci-dessus répartis circulairement autour d'un même axe vertical fixe seraient constitués par une plaque perforée commune, montée pivotante autour dudit axe, un simple déplacement angulaire de cette plaque autour de cet axe assurant la permutation simultanée des positions de remplissage de tous les doseurs en leurs positions de vidage et inversement, - et celles où les déplacements relatifs des fonds intermédiaires seraient rectilignes au lieu d'être circulaires. REVENDICATIONS lo Appareil pour doser des volumes de liquide, comportant une capacité de volume connu, des moyens pour relier dans un premier temps de remplissage le sommet de cette capacité à une source de dépression extérieure et la base de ladite capacité à une réserve du liquide à doser, et des moyens pour relier dans un deuxième temps de vidage le sommet de la capacité à l'atmosphère et sa base à une conduite d'évacuation9 caractérisé en ce qu'il comprend à la base de sa capacité un triple fond perforé, savoir deux fonds extrêmes fixes, solidaires de la capacité, perforés chacun de deux trous cylindriques verticaux alignés verticalement deux à deux, l'une des paires de trous alignés servant à l'admis sion du liquide dans la capacité et l'autre à son évacuation, et un fond intermédiaire mobile également perforé par deux trous cylindriques dont.les diamètres sont respectivement égaux à ceux des trous des deux paires ci-dessus, mais susceptibles d'être alignés séparément et non simultanément avec les trous correspondant de ces deux paires, ledit fond mobile étant agencé de façon à pouvoir être facilement déplacé d'une première position de remplissage correspondant à l'alignement des trois trous d'admission à une deuxième position de vidage correspondant à l'alignement des trois trous d'évacuation et inversement, et en ce que sont prévus, d'une part dans l'un ou l'autre des fonds fixes, trois évidements reliés respectivement, le premier au sommet de la capacité, le deuxième à une source dé dépression extérieure et le troisième à l'atmosphère et d'autre part, dans le fond mobile, au moins un quatrième évidement propre à coagir avec les trois premiers de façon telle que, pour la première position de remplissage du fond mobile, la communication soit établie à travers le quatrième évidement entre le premier et le deuxième évidements et que, pour la deuxième position de vidage dudit fond mobile, la communication soit établie à travers le quatrième évidement entre le premier et le troisième évidements 2. Appareil doseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond mobile est constitué par une galette plate limitée verticalement par deux faces planes parallèles serrées élastiquement entre des faces planes en regard des deux fonds fixes 3. Appareil doseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fond mobile est un disque horizontal monté de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe vertical. 4. Appareil doseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la capacité est cylindrique de révolution autour d'un axe vertical et en ce que l'axe de pivotement du fond mobile est confondu avec cet axe vertical. 5. Appareil doseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le fond mobile est constitué par une plaque perforée commune à plusieurs capacités distinctes et montée. pivotante autour d'un axe vertical, extérieur à ces capacités, autour duquel ces dernières sont réparties. 6. Appareil doseur selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le fond mobile est constitué en une matière plastique rigide inaltérable par le liquide à doser. 7. Appareil doseur selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le fond mobile est constitué en acier inoxydable. 8. Appareil doseur selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que les deux fonds fixes sont solidarisés entre eux d'une part angulairement par pénétration d'un doigt solidaire de l'un de ces fonds dans un logement complémentaire évidé dans l'autre et verticalement par vissage d'un système boulon-écrou central avec interposition d'un organe élastique. 9. Appareil doseur selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'il comporte au voisinage du sommet de sa capacité, d'une façon connue en soi, un flotteur qui est déplacé vers le haut par le liquide admis dans ladite capacité à la fin de son remplissage et en ce que ce déplacement est exploité pour commander automatiquement le passage du fond mobile de sa position angulaire de remplissage à sa position de vidage.