Brevet FR2213902A1 — publié le 19740809

Le secteur technique de la présente invention est celui du tirage des liquides. Il existe déjà des agencements de tirage de liquides sous surpression gazeuse modérée qui comportent des becs distributeurs de liquide et de gaz en vue de permettre automatiquement, par exemple, le remplissage à niveau constant de bouteilles. Ces agencements atteignent certes le résultat souhaité au prix néanmoins d'une constitution mettant en Jeu de nombreuses pièces fixes et mobiles avec des trajets complexes pour le passage des liquides et gaz5 mais par contre des moyens de réglage de niveau d'accès long et difficile, nécessitant avant manipulation certains démontages. En outre, ils doivent comprendre un clapet automatique d'interruption de débit du liquide au déséquilibre entre pressions d'atmosphère de cuve et d'atmosphère de bouteille, sans aucun amortissement, entraînant ainsi des bruits et des défauts transitoires d'étanchéité.De tels agencer;ents sont par exemple décrits dans le brevet français l.45.607. I1 existe également des formes d'exécution améliorées pour les becs en cause. De telles formes sont décrites dans le brevet français délivré sous le n" 69/25.429. Néanmoins, dans de tels agencements, le mécanisme d'amortissement prévu sur le clapet est compliqué et peu sur; le réglage de la hauteur de remplissage en bouteille reste peu accessible et d'une exécution lente. I1 s'agit là d'un inconvénient sérieux, compte tenu du nombre élevé des becs que peut présenter une tireuse, chaque bec nécessitant un réglage individuel. La présente invention a notamment pour but de remédier à de tels inconvénients. Elle concerne à cet effet un be de tirage dans lequel sont associés un agencement de réglage rapide et d'aecès immédiat du niveau de versage en bouteille et un clapet simple à ouverture instantanée dès présentation de la bouteille, conjugué à un amortisseur efficace à la fermeture. Dans une forme d'exécution, le clapet automatique souple est maintenu à l'ouverture sous l'action d'un ressort précontraint, ce qui élimine toute tendance au battement. Ce ressort peut Aetre prévu sous la forme d'une étoile concave dont les extrémités des branches reposent à l'extérieur du siège du clapet et le clapet lui-même est centralement arrêté à l'ouverture contre une butée. I1 peut s'agir également, à titre de variante, d'un ressort hélicoidal maintenu. entre un support rigide étoilé et une coupelle attelée à une queue de clapet. Dans les deux cas, l'amortisseur est constitué sous forme d'une sorte de soupape auxiliaire rigide, montée librement coulissante dans le clapet et dans sa queue, soupape auxiliaire dont la bordure comporte des créneaux, par où passe, à ltappli- cation de ladite soupape sur le siège, un débit très diminué, par comparaison avec celui qu'autorise ledit clapet. Dans d'autres variantes, l'anti-bélier est formé par une conimunication, au travers du clapet, at l'atmosphère de cuve ou avec un tube borgne. En ce qui concerne le réglage rapide, extérieurement accessible, de la hauteur de remplissage en bouteille, la réalisation comprend, sur un tube monté coulissant sur l'embout de sortie-de cuve de distnbuticn, une suite de gorges dans 1lune desquelles est placé un jonc torique de matière élastique qui coopère avec une portée tronconique d'extrémité d'une manchette lourde, mobile, d'appui et de centrage sur le col de bouteille. De cette façon, la levée de la manchette entraine, par ladite portée conique, le jonc torique placé à la hauteur convenable et le tube coulissant dont est solidaire un embout tubulaire de découverte d'extrémité de canule de versage et d'éventj ce qui détermine la hauteur de plongée dans la bouteille dudit embout, hauteur à laquelle correspond le niveau de remplissage. Dans une variante, la portée tronconique précitée est prévue indirectement sur un écrou vissé en tette de la manchette, ce qui introduit un réglage fin. Dans les deux cas, le jonc forme, entre tube coulissant et manchette, un joint d'étanchéité statique qui s'établit dès la prise de contact avec la portée tronconique et qui permet de simplifier le coulissement correspondant, indépendamment d'un autre joint coulissant entre un guide creux intérieur audit tube et ce dernier. Ces dispositions permettent une grande compacité constructive pour les becs qui peuvent alors etre montés directement, à poste fixe le cas échéant, sous un fond de cuve ou de nochère. En outre, on-peut conserver tous les nombreux-avantages inhérents au tirage sous surpression modérée, tels que le maintien à l'abri des liquides sous atmosphère contrôlée, sans évaporation, même à chaud, avec raidissage des récipients plast;i- ques le cas échéant, interdiction du remplissage des bouteilles à col ébréché, arrêt du remplissage à la rupture de bouteille, sûreté de mise en position évitant les coincements et les détériorations de canule, avec de bons écoulements de liquide et de gaz, sans négligerpour autant les facilités de rinçage rapide et de nettoyage efficace, notamment grâce au montage sur baionnettes des éléments mobiles du bec. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 montre en coupe par un plan longitudinal, un tel bec en position de fermeture. La figure 2 montre le détail en coupe d'une variante de clapet. La figure 2a montre une coupe faite selon la ligne II-II de la figure 2. La figure 3 montre de façon partielle une variante de la figure 1. Les figures 4 à 9 montrent à plus petite échelle et en coupe les positions mutuelles des organes d'un tel bec dans les différentes phases fonctionnelles du tirage, puis du rinçage. Les figures 10 et 11 représentent des variantes de l'objet de la figure . Le bec reprdsenté comprend, dans l'exemple décrit, un corps de siège de clapet 1 monté dans un fond 2 de cuve et sur la partie dépassant de ce corps est rapporté, aveè interposition d'un joint torique 3, un chapeau 4 pourvu d'une gorge réceptrice dudit joint 3, maintenant son aplomb par appui épaulé sous le corps 1, ledit chapeau étant prolongé par un embout 5. Cet embout reçoit au-dessus d'un élargissement 6 crénelé à baionnette une portée de coulissement 7 d'un tube intermédiaire 8 pourvu d'un épaulement 9 de maintien de ressort de rappel 10 s'appuyant par ailleurs sur le chapeau g à la périphérie dudit embout, Sous l'épaulement 9, le tube 8 intermédiaire est pourvu extérieurement d'une zone où apparaît une série de gorges ll parallèles et jointives de pose d'une bague 12 torique de matière élastique qui est ainsi rendue instantanément- déplaçable à volonté d'une gorge quelconque à une-autre.A la base du tube 8 apparaît un renfort 13 extérieur crénelé àba1onnette, qui maintient un renfort intérieur homologue 14 prévu sur une manchette 15 lourde, à l'ex- trémité opposée de laquelle est vissé un entonnoir 16 de centrage 'un col de bouteille. Un joint annulaire 17 est interposé entre des portées homologues d'extrémité de manchette et d'entonnoir, joint au travers duquel passe avec jeu un tube externe 18 formant embout d'évent, solidaire de l'extrémité d'un raccord 19 creux rapporté dans le tube 8. Ce raccord 19 est emmanché dans le tube intermédiaire 8 et maintenu sur un circlip 20 d'extrémité de tube 8, avec interposition d'un joint torique 21 et en appui, contre un collet 22 extrgme et intérieur au tube 8, par une bague de guidage 23.Cette bague 23 maintient un joint à lèvre conique 25, sérré sur un guide creux 26 par un joint annulaire 27 disposé dans une gorge correspondante de l'alésage interne 28 de l'élément 19. Ce guide creux est solidaire de l'embout 5 et coaxial au tube intermédiaire mobile 8. Enfin, intérieurement est prévu un tube canule 29 rapporté de façon étanche dans le corps I sous le siège de clapet, traversant avec jeu le tube intermédiaire 5, le guide creux 26, le raccord 19 et l'embout évent 18. Son extrémité est obturée par un déflecteur 30 en regard de fenetres 31 aménagées dans la paroi dudit tube 29, ledit déflecteur recevant, un joint torique d'étanchéité 92 dans une gorge externe et un boulon à tête conique 33, vissé dans l'extrémité dudit déflecteur 30. Cette texte surronte un épaulement 74 qui assure la protection de la tranche de l'embout évent 18. En alternance avec les génératrices du tube canule 29 où apparaissent les fenêtres 31, sont aménagés, par matriçage, des ratinages 35 qui n1 affectent longitudinalement qu'une large région centrale de l'étendue du tube 29, les extremités en regard des fenêtres 31 et du corps 1 demeurent cylindriques et lisses. Du coté infér eur, un biseau 36 limite le rainage 35 correspondant, au-dessus du niveau supérieur 2es fenêtres.A la partie supérieure, un autre biseau 37 inverse permet au rainage en cause de dé voucher dans une chamore 38 de collecte évent, chambre qui est aménagée intérieurement au chapeau 4; entre ce dernier et le fond au corps 13 laite chambre commlaniquant avec une tubulure 39 de traversée t corps 1 de sige pour eAtre raccordée avec une allonge LO qui atteint les parties non mouillées de la cuve ou nochère à fond 2, parties non mouillées où est entretenue une atmosphère gazeuse en surpression modérée. Dans le siège 1, que traverse une barrette d'arreAt 41, est posé sur un épaulement un ressort 42 étoilé dont la partie centrale maintient le noyau 43 d'un clapet constitué par une rondelle de matière souple et élastique 44 à bordure biseautée. Un canal aménagé centralement dans le noyau 43 y maintient un coulisseau 45 qui comporte d'un côté un épaulement de retenue et d t appui sur la barrette 41 et de l'autre une soupape auxiliai- re d'amortissement 46. Cette soupape est donc- capable à la fois de coopérer avec le siège 1 et de se déplacer par U rapport au clapet principal 44. Dans la forme d'exécution de la figure 1, la barrette 41 maintient l'ensemble de clapet 44, soupape 46 en butée à l'ouverture alors que le ressort 42 est maintenu sous tension initiale qui se traduit par sa concavité mesurée. Dans le cas de la figure 2, le ressort 44a est un ressort en spirale qui est maintenu entre un appui grillé 47 posé sur un épaulement du corps 1 au-dessus du siège de clapet et appuyé sous une coupelle 48 maintenue par- circlip 49 sur une coulisse 50 formant extension du noyau 43a. Dans cette coulisse est rapporté un coulisseau 45a de longueur appropriée, terminé par un épaulement d'un coté et solidaire de l'autre d'une soupape auxiliaire 46 crénelée d'amortissement. Dans les deux cas, cette soupape 46 est formée par une rondelle à bordure biseautée élégie par des abattements 51 qui interrompent cette bordure et laissent donc des passages cor respndants pour un débit réduit de liquide. Comme on le voit sur les figures 10 et 11, l'antibélier de clapet 43 pourrait comprendre, de façon plus économique une disposition dans laquelle le clapet principal 43b seul, rigide, est assoeié à un tube 43c, aménagé dans la queue, solidaire dudit clapet et débouchant dans la cuve, au-dessus du niveau de liquide. L'extrémité du tube 43c est ouverte (figure 10) ou fermée en 43e (figure 11), par une rondelle soudée, par exemple. Dans le cas d'un tube 43c ouvert, le liquide en fin de remplissage de bouteille remonte dans le tube 43c jusqu'au niveau de la cuve, A ltopération-de remplissage suivante, l'écart de pression entre cuve et bouteille provoque la vidange de ce tube 43c dans la bouteille, de même façon que le circuit de purge comprenant la rehausse 40. Dans le cas d'une bouteille de faible capacité, un tel agencement ne permettrait pas la purge complète de ce circuit de retour à rehausse 40 mais un tel inconvénient est évité si l'on adopte la disposition de la figure 11, au prix, il est vrai, d'une difficulté de nettoyage de ce tube borgne. Dans les deux cas néanmoins, que l'on utilise l'atmos- phère de cuve ou celle qui est à l'intérieur du tube 43c comme tampon élastique, l'effet d'anti-bélier est obtenu et permet d'émit ter le battement du clapet 43e qie l'on peut alors former par une matière rigide, à portée rodée, mais qui est compatible avec. tous les liquides à distribuer, sans nécessiter un choix de matière souple comme ci-dessus décrit en regard de la figure 1. Comme on le voit sur la figure 3 en outre, la portée tronconique 52a d'extrémité de manchette fait-partie d'un écrou 53 vissé en tête de la manchette 15a filetée à cet effet un joint torique 54 étant interposé entre écrou et manchette dans une gorge dudit écrou. Au contraire sur la figure 1, cette portée 52 est prévue dans la tranche supérieure de la manchette. Cette portée 52 ou 52a est destinée à coopérer avec le jonc.12 loté dans l'une des gorges 11 du tube 8. Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit apparat sur les figures 4 à 9. Tant qu'une bouteille B reste à distance de entonnoir 16 de la manchette 15, tous les organes du bec sont en position basse avec contact étanche de la portée infé rieure du tube évent 1 & sur le joint 32 du déflecteur 30 fermant le débouché du tube 18 L'intérieur du bec est en équilibre de pressions hydrostatique et gazeuse; aucun écoulement ne se produit à sa base, bien que le clapet 44 soit ouvert. Comme on le voit sur la figure 53 lorsque le col de la bouteille B sous l'effet d'élévation due à la montée de la sellette S, réceptrice de bouteilles, atteint le joint 17 intérieur à l'entonnoir 16, la manchette 15 suit le mouvement, atteint le jonc 12 par sa portée tronconique 52 et entralne la montée du tube intermédiaire 8 sous compression du ressort 10. Dès que la tranche basse du tube évent 18 découvre les feneAtres 31, l'équilibre est rompu entre les pressions dans le bec et l'inté- rieur de la canule 29, tombant à la pression atmosphérique qui règne alors dans la bouteille.Cette pression inférieure règne alors sous le clapet 44. comme au-dessus dudit clapet, apparaît la pression développée par la hauteur du liquide L contenu dans la cuve ou nochère à fond , augmentée de la surpression gazeuse qui règne dans la région npn mouillée G, le clapet 44 s'applique sur le siège du corps 20 e façon instantanée, bien qu'amortie hydrauliquement dès appuijde la soupape 43a sur ledit siège et achèvement de ltécoulemen.t restreint de liquide au travers des dégagements 51. L'atmosphère dd la bouteille est alors mise en liaison directe avec le collectear 38, la tubulure 39 et la rehausse 40 avec l'atmosphère de cuve, notamment dès que la tranche basse de embout évent 18 est dépassée par le biseau 36 qui ouvre alors le rainage 35 latéral externe de la canule 29. L'atmosphère de cuve fournît un écoulement d'équilibrage gazeux qui gagne la bouteille B. Une fois l'équilibre établi, la différence des pressions entre le dessus et le dessous du clapet 44 devient égale à la hauteur du liquide L et sous l'effet du ressort 42, qui contre-balance aisément cette seule pression hydrostatique, ce clapet est ramené a l'ouverture. Le liquide s'écoule alors directement par la canule 29 et les fenêtres 31 dans la bouteille, comme le montre la figure 6.Cet écoulement direct est calme sous l'effet du profilage donné au siège ménagé dans le corps 1, le clapet 44 et la soupape 37 relevée ainsi qu au déflecteur 30. Comme le montre la figure 7, cet écoulement s'arrête dès que le niveau du;- liquide dans la bouteille atteint la tranche de l'embout évent 18, en conséquence du barrage ainsi établi à la chasse de l'atmosphère de la bouteille vers l'atmosphère de la cuve. Un débit de liquide dans la canule 29 se poursuit néanmoins lors du remplissage du rainage 35, du collecteur 38 > de la tubulure 39-et de sa rehausse 40, Jusqu a égalisation des niveaux dans la cuve de latrehausse. On conçoit que la hauteur du niveau N dans la bouteille B est déterminée par l'emplaeement choisi pour le jonc 12 dans l'une des gorges il du tube intermédiaire 8, qui fixe la distance entre la tranche en cause et la face d'appui du joint 17, donc le col de la bouteille. La riauteur-de ce niveau dans le goulot peut d'ailleurs etre déterminée de l'extérieur salement, mais de façon affinée par la manoeuvre ae l'écrou 53 de la figure 3, pour chaque position de jonc 12 dans l'une quelconque des gorges À. Une fois la bouteille B remplie au niveau ainsi fixé, une descente de la sellette S ramène le bec à la position de fermeture visible sur les figures 1 et 4. I1 est à remarquer qu'aucun écoulement supplémentaire ae liquide ne peut se produire puisque tout d'abord la tranche extrême de l'embout i8 accompagne le niveau N et que, passé le point bas de la course du tube intermédiaire 8, l'étanchéité est rompue au niveau du joint 12 dès que la portée tronconique 52 le quitte, ce qui rétablirait la pression extérieure dans la canule 29 et amènerait la fermeture instantanée du clapet 44, si l'étanchéité n'était pas au préalable rétablie sur le joint 32 d'embout de canule. Au remplissage d'une bouteille suivante, un écoulement préalable se produit toujours, comme visible sur la figure 5 > dès ouverture du joint 34 par vidange du trajet d'évent formé par la rehausse 40, la tubulure 39, le collecteur 38 et le rainage 35. Comme on le voit sur la figure 8, en cas d 1ébréchure au col de la bouteille B ou en cas de rupture de bouteille au cours de rempllssage, le dessous du clapet 44 restant ou revenant à la pression externe inférieure à la surpression gazeuse de ltatmos- phère de cuve, ledit clapet 44 reste fermé ou retourne instantanément en position de fermeture. Comme le montre la figure 9, un tel bec admet parfaitement des opérations de rinçage par aecrochage en position de levée de la manchette 15 par tous moyens appropriés. Sn outre, les emmanchements à baionnettes entre manchette 15 et tube intermédiaire 8 aussi bien qu'entre ce dernier et 1'embout 5 permettent des démontages rapides pour inspection, nettoyage et entretien des différents organes d'un tel bec. Il est à remarquer que les agencements ainsi décrits permettent3 sans aucun démontage, un réglage précis du niveau de remplissage N, par accès libre de l'extérieur au jonc 12 et le cas échéant à l'écrou 53. Les opérations correspondantes sont d'exécution pratique et rapide ce qui est un avantage important sur les tireuses à grande capacité qui comportent un nombre élevé de becs. mn outre, la faible masse du clapet 44 et de ses annexes favorise 11instantanéité ae ses manoeuvres de fermeture. Les faibles courses du clapet et de la soupape d'amortissement X participent. Le reement de la machine est encore améliore par le caractère direct et rectiligne des tubulures à dans le bec. I1 va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, on peut apporter des modifications aux formes d'exécution qui viennent d'être décrites. - REVENDICATIONS 1. Bec de tirage de liquide sous surpression gazeuse modérée, caractérisé par le fait qu'il comprend un clapet automatique d'interruption du débit de liquide dès l'apparition d 'un déséquilibre de pression gazeuse entre atmosphère de cuve d 'ali- mentation dudit bec et atmosphère de récipient à remplir, ledit clapet étant soutenu par un ressort précontraint alors que ce clapet est ouvert, d'une part, et associé d'autre part à un dispositif d'amortissement des mouvements du clapet. 2. Bec selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'amortisseur est constitué par une soupape à bordure entaillée qui coopère avec le siège même du clapet. 3. Bec selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la périphérie au mofnsdu clapet est en une matière souple et élastique, alors que le dispositif d'amortissement est en une matière rigide. 4. Bec selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé par le fait que la soupape d'amortissement est montée à coulissement libre entre deux butées dans le noyau dudit clapet. 5. Bec selon les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le clapet est soutenu par un ressort formé d'une plaque taillée en étoile dont les bras reposent sur la périphérie du siège, le noyau dudit clapet étant retenu à l'ouverture contre une butée introduisant une précontrainte dans le ressort. 6. Bec selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le ressort est un ressort hélicoidal interposé entre une plaque-support ajourée et coupelle de queue de clapet, ladite queue servant de coulisse pour un coulisseau formant tige de soupape d'amortissement, -la précontrainte étant assurée dans ledit ressort par butée de la queue sur ladite plaque. 7. Bec selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif d'amortissement comprend, dans le corps d'un clapet ride, un tube le traversant, ouvert sous ledit clapet et émergeant dans une cuve qui surmonte ledit clapet, au-dessus du niveau du liquide dans ladite cuve. 8. Bec selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'extrémité émergente dudit tuba est ouverte dans l'atmosphère de cuve. 9. Bec selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'extrémité émergente dudit tube est fermée. 10. Bec selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comporte, sur un embout enveloppant le siège du clapet, un tube intermédiaire monté coulissant à l'encontre d'un ressort, couliseement fait sur joint étanche visà-vis d'un guide creux solidaire de l'embout et une manchette lourde porteuse d'un entonnoir de centrage de col de bouteille, montée coulissante sur le tube intermédiaire et coopérant en butée avec ce dernier, ladite butée étant aménagée déplaçable axialement sur la périphérie dudit tube. 11. Bec selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la butée est constituée par un anneau de matière élastique susceptible d'entre logé-dans une des gorges d'une série qui apparaît à llextérieur dudit tube, anneau formant au surplus jonc d'étanchéité entre tube intermédlalre et manchette, par coopération avec une portée tronconique apparaissant sur ladite manchette. 12.Bec selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la portée tronconique est aménagée sur un écrou manoeuvrable vissé de facon étanche sur une extrémité filetée de manchette.