Brevet FR2243725A1 — publié le 19750411

La présente invention se rapporte à un dispositif pour la saturation d'un liquide avec un gaz,utilisable plus particulièrement pour la saturation d'eau avec du gaz carbonique, notamment dans les distributeurs automatiques de boissons gazéifiées, bien que d'autres applications du dispositif suivant l'in Invention puissent apparaître aux utilisateurs. Un problème qui se pose dans les distributeurs automatiques de boissons gazéifies est la-préparation de l'eau-ga- zéifiée qui constitue la base de la boisson au moment même de sa distribution Un but de l'invention est de créer un dispositif saturateur capable d'effectuer la saturation d'une quantité d'eau ou de liquide avec du gaz,en particulier du gaz carbonique, au fur et à mesure des-besoins,par un cycle opératoire simple Un autre but de l'invention est de créer un dispositif saturateur de construction relativement simple et de fonctionnement sQr,ne comportant pas de joint tournant susceptible d!être à l'origine de fuites,et dans lequel l'eau saturée de gaz quitte le dispositif par simple gravité ou sous une très faible pression du fait de la mise à l'air libre du dispositif après la saturation, sans traverser de vanne ou système analogue capable de provoquer une désaturation L'invention est matérialisée dans un dispositif pour la saturation d'un liquide avec un gaz,notamment d'eau avec du gaz carbonique,comprenant une cuve fermée,un orifice ou raccord d'admission de l'eau dans cette cuve,un organe obturateur ouvrant et fermant sélectivement cet orificeaun raccord pouvant être sélectivement relié à une source de gaz sous pression ou mis à l'air libre par un organe de commutation,un embout d'écoulement prévu à la partie inférieure de la cuve et associé à un clapet ou organe obturateur équivalent,et un système de commande de cycle assurant successivement l'admission de l'eau dans la cuve par ouverture puis fermeture de Itorgane obturateur associé,la mise en communication de la cuve avec la source de gaz sous pression,puis sa mise à l'air libre après 1 t admission de la quantité voulue de gaz,et l'ouverture du clapet ou organe analogue d'écoulement de l'eau saturée de gaz. Le dispositif comporte un agitateur favorisant la dissolution du gaz dans le liquide ou l'eau pour la saturation de ce dernier pendant l'admission du gaz dans la cuve Suivant un mode de réalisation paraissant avantageux, utilisable de préférence lorsque le dispositif saturateur est destiné en particulier à un distributeur automatique de boissons gazéifiées,la cuve du dispositif est placée dans un bac ou autre réservoir d'eau réfrigérée, et l'orifice sus-mentionné fait communiquer l'intérieur de cette cuve avec le bac,l'organe obturateur associé à cet orifice établissant ou interrompant cette communication en fonction du cycle opératoire.La cuve a alors une capacité efficace qui peut correspondre avantageusement à la quantité de boisson débitée à chaque commande du distributeur, et cette quantité peut être réglée ou déterminée de différentes manières,soit par un élément associé à la cuve elle-même,soit par la variation du niveau de l'eau dans le bac. Cet organe obturateur peut être constitué,avantageusement,par un clapet ou élément équivalent déplaçable entre une position d'ouverture permettant le passage de lteau et une position de fermeture et d'application sur un siège conjugué à l'on fice, ce clapet étant relié de toute façon convenable par exemple à un électro-aimant ou dispositif équivalent commandé par la programmation de cycle du dispositif saturateur Suivant une autre particularité de l'invention, le rao cord d'admission du gaz prévu sur la cuve est relié avantageusement par une conduite à une vanne à trois voies également commandée par la programmation de cycle et qui,sélectivement, fait communiquer la cuve avec la source de gaz sous pression,par exem ple avec la bouteille de gaz carbonique,ou assure la mise à l'air libre de cette cuve.Ainsi,la cuve est à l'air libre lors de son remplissage,ce qui permet à celui-ci de s'effectuer librement,sans pression réactive de gaz,puis elle est mise en communication avec la source de gaz sous pression,et enfin elle est remise à l'air libre pour l'écoulement de l'eau saturée de gaz carbonique Comme indiqué précédemment,un agitateur est conjugué de préférence à la cuve afin de favoriser la saturation de l'eau avec le gaz admis. Suivant une disposition paraissant avantageu se,cet agitateur est entrainé à partir d'un petit moteur situé à l'extérieur de la cuve par l'intermédiaire d'un accouplement magnétique constitué par deux aimants concentriques disposés respectivement à l'extérieur et à l'intérieur de la cuve.Ce montage évite ainsi la nécessité de prévoir un joint tournant pour l'entratnement de l'agitateurQet en conséquence les fuites qui résulteraient de cette présence Suivant une autre particularité encore,le fond de la cuve présente un orifice communiquant avec un embout d'écoulement du liquide saturé de gaz et conjugué à un siège sur lequel peut venir reposer un clapet commandé avantageusement par une bobine actionnant un noyau ou un dispositif équivalent. Après la saturation de l'eau de la cuve avec le gaz carbonique et la remise de la cuve à L'air libre,la levée de ce clapet permet ainsi le libre écoulement de l'eau gazéifiée par gravité ou sous une très faible pression vers le point d'utilisation ou de distribution. L'absence de vanne ou de système équivalent supprime ainsi l'inconvénient de la désaturation de l'eau ou du liquide qui en résulterait. On comprendra que le système de programmation de cycle commandant le dispositif saturateur peut se présenter sous de nombreuses réalisations différentes,sans s'écarter de-l'in- vention. Il existe déjà dans le commerce des systèmes de programmation assurant le déclenchement de plusieurs opérations successives selon un cycle opératoire reglableset de -tels systèmes peuvent être utilisés ici pour la commande du dispositif saturateur suivant l'invention.Comme indiqué précédemment, la commande de fermeture du clapet d'admission de l'eau dans la cuve est assurée par exemple à partir d'un électro-aimant dont l'excitation se fait pendant le temps requis,la commande de la vanne à trois voies et celle de l'agitateur sont assurées pendant des laps de temps qui sont réglés sur la commande de programme en fonction du degré de saturation désiré, et la commande de la bobine actionnant le clapet d'écoulement par gravité est elle-même assurée de façon à permettre l'écoulement de la totalité de l'eau gazéifiée à partir de la cuve. L'invention concerne encore les distributeurs automatiques de boissons équipés d'un dispositif saturateur tel que décrit ci-avant. La description qui va suivre,faite en regard des dessins- annexés,donnés à titre non limitatif,permettra de mieux comprendre l'invention La fig.l est une vue en plan du dessus du dispositif saturateur suivant l'invention . La fig 2 est une vue en coupe verticale par la ligne Il-Il en fig.1 La fig. 3 est une vue en coupe par la ligne III en fig. 1 La fig.4 est une vue en coupe par la ligne IV en fig. 1. Le dispositif saturateur représenté est destiné à un distributeur automatique de boissons gazéifiées. Il comprend, comme cela est mieux visible sur la fig.2 , une cuve 1 fermée par un couvercle 2 et immergée dans un bac à eau réfrigérée 3. Le bac 3 n'a pas été représenté sur la fig.1. Le couvercle 2 repose sur une paroi 4 obturant le bac à eau réfrigérée 3, ce qui assure la suspension de la cuve à l'intérieur de ce bac Suivant le mode de réalisation représenté,la cuve 1 comporte dans son fond un orifice 5 d'admission de l'eau réfrigérée,qui fait communiquer l'intérieur de cette cuve 1 avec le bac 3. Cet orifice 5 peut être obturé par un clapet 6 (Fig.3) qui est relié par une courte biellette 7 et un joint à rotule 8 à un levier à deux bras 9 lequel peut être constitué par une tôle repliée et est monté àpivotement en 10 sur un support il fixé par exemple par soudage sur le fond de la cuve 1. Un ressort en épingle 12 agissant entre le support 11 et le levier 9 maintient normalement le clapet 6 dans une position d'ouverture. Le levier à deux bras 9 est relié par son extrémité opposée à la biellette 7, par une autre biellette 13 et un ressort de traction 14, à un électro-aimant qui est désigné d'une façon générale par la référence 16. On comprend aisément à l'examen de la fig.3 que l'excitation de l'électro-aimant sou- lève son noyau pour provoquer,par l'intermédiaire du ressort 14 et de la biellette 13,le basculement du levier 9 et l'application du clapet 6 contre le siège associé à l'orifice 5comme cela est indiqué en traits mixtes sur la fig.3 Comme visible sur les fig. 1 et 4,un raccord 7 d'admission de gaz carbonique débouche dans la partie supérieure de la cuve 1.Ce raccord est relié par un conduit 18 à une vanne à trois voies indiquée schématiquement en 19 sur la fig.4, à laquelle parviennent un autre conduit 20 relié à un réservoir ou à une bouteille de gaz carbonique et un embout 21 débouchant à l'air libre. Un joint d'étanchéité torique 22 est prévu entre le raccord 17 et la cuve pour éviter les fuites de gaz carbonique. I1 est prévu,à l'intérieur de la cuve 1, un agitateur rotatif indiqué en 23 sur les fig.2 et 3. Cet agitateur est suspendu par un axe d'entratnement 24 qui est relié à l'aimant intérieur 25 d'un accouplement magnétique constitué dans le cas présent par un aimant intérieur 25 indiqué précédemment et un aimant extérieur 26. Cet aimant 26 est lui-même relié par un axe 27 à un moteur d'entrainement indiqué schématiquement en 28. On comprendra aisément que la rotation de l'axe 27-en tratné par le moteur 28 provoque celle de l'aimant 26 et avec lui de l'aimant intérieur 25,de sorte que le mouvement de rotation est ainsi transmis à l'agitateur 23 disposé à l'intérieur de la cuve sans devoir prévoir de joint tournant et sans devoir supporter les fuites qui peuvent en résulter. Le fond de la cuve 1 porte également un embout 29 de sortie de l'eau gazéifiée,relié par un conduit 50 indiqué en traits mixtes sur la fig.2 à un point de distribution. La partie supérieure de cet embout 29 débouche dans le fond de la cuve 1 et ménage un siège 30 avec lequel coopère un clapet 31 qui est relié par une tige 32 au noyau 33 d'une bobine d'actionnement ou de commande de levée 34.Un ressort de compression 35 est prévu autour de la tige 32 pour réaliser l'application étanche du clapet 31 sur son siège 30 tout en compensant les tolérances de fabrication Le mode du fonctionnement du dispositif saturateur décrit ci-avant est le suivant : Le clapet 6 en position ouverte fait communiquer l'intérieur de la cuve 1 avec le bac à eau réfrigérée 3, de sorte que de l'eau réfrigérée parvient normalement dans la cuve 1. La quantité d'eau admise peut être réglée par la simple variation du niveau de l'eau dans le bac 3. La capacité de la cuve peut correspondre à la quantité de boisson gazéifiée qui doit être distribuée en une seule fois. Lorsque l'appareil distributeur automatique doit distribuer une dose de boisson gazéifiée,le système de programmation,dont le fonctionnement est déclenché par exemple par une pièce de monnaie introduite dans le distributeur,d'une façon en soi bien connue des techniciens spécialisés dans ce domaine,provoque par l'excitation de l'électro-aimant 16 la fermeture de l'orifice 5 par le clapet 6,par l'intermédiaire des éléments 14,13,9 et 7. La cuve est ainsi isolée du bac 3. Le sytème de programmation actionne ensuite la vanne à trois voies 19 pour faire communiquer le conduit 18 avec le conduit 20,c'est-a-dire avec la bouteille de gaz carbonique.Ainsi,le gaz carbonique est admis dans la partie supérieure de la cuve.En même temps, le moteur 28 assure,par l'intermédiaire de l'accouplement magnétique 25,26,1'entraînement en rotation de l'agitateur 23, de fa çon à assurer la dissolution du gaz carbonique admis dans l'eau contenue dans la cuve 1.Le degré de saturation de l'eau de la cuve est réglé sur le système de programmation au moyen du temps d'ouverture de la vanne à trois voies pour sa mise en communication avec la bouteille de C02, du temps de fonctionnement de l'agitateur rotatif 23 et de la pression du C02 admis .Pendant cette admission,le conduit de mise à l'air libre 21 est bien entendu fermé Une fois que l'eau contenue dans la cuve 1 est saturée de gaz carbonique,la vanne à trois voies est actionnée par le système de programmation pour fermer l'admission de gaz carbonique et assurer la mise en communication du conduit 18,c'est- à-dire de la cuve 1,par le raccord 17,avec l'air libre ,comme indiqué en 21 .Préalablement ,ltentraSnement de l'agitateur rotatif a cesse A ce moment,le système de programmation assure l'ex- citation de la bobine 34 qui commande la montée du noyau 33, pour soulever le clapet 31 à l'écart de son siège 30. La quantité d'eau gazéifiée contenue dans la cuve s'écoule alors par l'embout 29 et le conduit 50,jusque vers le point de distribution,ce mouvement n'étant nullement gêné du fait de la mise à l'air libre de la partie supérieure de la cuve. Lorsque la cuve s'est vidée de l'eau qu'elle contenait, la bobine 34 est désexcitée et le clapet 31 est à nouveau fermé. Ensuite, l'électro-aimant 16 est lui-même désexcité, ce qui permet l'ouverture du clapet 6 et un nouveau remplissage de la cuve 1 à partir de l'eau contenue dans le bac à eau réfrigérée 3. Le cycle opératoire peut alors commencer à nouveau On voit qu'on obtient ainsi un dispositif saturateur de construction relativement simple et de fonctionnement sûr, s'effectuant selon un cycle qui peut être programmé à volonté et qui permet une production rapide et satisfaisante d'une certaine quantité d'eau gazéifiée devant être distribuée à chaque cycle. Le libre écoulement par gravité ou sous une très faible pression de l'eau gazéifiée ainsi produite évite par ailleurs toute désaturation de l'eau lors de la distribution Des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit,dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour la saturation d'un liquide avec un gaz,notamment d'eau avec du gaz carbonique,caractérisé en ce qu'il comprend une cuve fermée,un orifice ou raccord d'admission de l'eau dans cette cuve,un organe obturateur ouvrant et fermant sélectivement cet orifice,un raccord pouvant sélectivement être relié à une source de gaz sous pression ou mis à l'air libre par un organe de commutation,un embout d'écoulement par gravité ou sous une très faible pression prévu à la partie inférieure de la cuve et associé à un clapet ou organe obturateur équivalent, et un système de commande de cycle assurant successivementSl'ad- mission de l'eau dans la cuve par ouverture puis fermeture de l'organe obturateur associé mise en communication de la cuve avec la source de gaz sous pression,puis sa mise à l'air libre après l'admission de la quantité voulue de gaz,et l'ouverture du clapet ou de l'organe analogue d'écoulement par gravité de l'eau saturée de gaz. 2.- Dispositif suivant la revendication 1,caractérisé en ce qu'il comprend un agitateur favorisant la dissolution du gaz dans l'eau pour la saturation de cette dernière. 3.- Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la cuve est placée dans un bac ou autre réservoir d'eau de préférence réfrigérée ,l'orifice précité faisant communiquer l'intérieur de cette cuve avec le bac,l'organe obturateur associé à cet orifice établissant ou interrompant cette-communication en fonction du cycle opératoire. 4.- Dispositif saturateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes,destiné à un distributeur automatique de boissons gazéifiées,caractérisé en ce que la cuve a une capacité efficace correspondant à la quantité de boisson débitée à chaque commande du distributeur 5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe obturateur conjugué à l'orifice d'admission de l'eau dans la cuve est constitué par un clapet ou élément équivalent déplaçable entre une position d'ouverture dans laquelle il établit normalement une communication entre l'intérieur de la cuve et le bac ou la réserve dteau et une position de fermeture et d'application sur un siège,ce clapet étant actionné par un électro-aimant ou dispositif équivalent commandé par le système de programmation de cycle. 6.- Dispositif saturateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le raccord d'admission du gaz prévu à la partie supérieure de la cuve est relié par un conduit à une vanne à trois voies assurant sélectivement la mise en communication de ce raccord avec un réservoir de gaz,notamment de gaz carbonique, et avec l'atmosphère 7.- Dispositif saturateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'agitateur placé à l'intérieur de la cuve est entratné à partir d'moteur situé à l'extérieur de cette cuve par l'intermédiaire d'un accouplement magnétique comprenant deux aimants concentriques disposés respectivement à l'intérieur et à l'extérieur de la cuve,de façon à assurer cet entraînement sans traverser la paroi de la cuve et sans joint tournant. 8.- Dispositif saturateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ltembout prévu à la base de-la cuve est normalement fermé par un clapet pouvant etre ouvert par un électro-aimant ou un dispositif équivalent sous l'action du système de programmation de cycle,pour permettre l'écoulement de l'-eau gazéifiée par gravité ou sous une très faible pression lorsque la cuve a été mise à ltatmosphère. 9.- Distributeurs automatiques,notamment distributeurs de boissons gazéifiées,caractérisés en ce qu'ils sont équipés d'un dispositif saturateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes