Brevet FR2210567A1 — publié le 19740712

invention concerne un robinet de remplissage sans tube de remplissage pour machines embouteilleuses, se composant d'un corps de robinet avec un orifice de remplissage en forme de fente annulaire, délimité par un siège d'étanchéité, et d'un obturateur, coulissant axialement dans le corps de robinet et muni d'une garniture d' étanchéité. j;es robinets de remplissage pour machines embouteilleuses sont connus sous les formes les plus diverses. L'un des problèmes qui continue a se poser avec les robinets de remplissage est celui d'empêcheur que le liquide continue å s'écouler dans le cas de l'embouteillage de liquides contenant du gaz carbonique. Après le remplissage des bouteilles, le robinet de remplissage est encore ouvert, si bien qu'un coussin de gaz est présent à l'intérieur de celui-ci. Pour cette raison, le liquide ne peut continuer a couler dans la bouteille que contre la pres- sion du coussin de gaz au-dessus du niveau du liquide dans le goulot de la bouteille et dans l'orifice du robinet.Toutefois, la poursuite de l'ecoulement du liquide n'est empêchée que lorsque la tension superficielle du liquide près de orifice de remplissage du robinet est suffisamment grande pour s'opposer a un dégagement du coussin de gaz dans le récipient de remplissage lui-mème. C'est pourquoi on a disposé dans l'orifice de remplissage un tamis a mailles fines (cf. par exemple la demande de brevet allemand publiée après examen nO 1 175102) qui empêche le liquide de continuer à couler. Si l'on doit embouteiller aussi, avec le même dispositif de remplissage, des boissons qui contiennent de la pulpe de fruits, un tamis est très rapidement colmaté par la pulpe de fruits, si bien qu'un remplissage sur n'est plus garanti. Pour cette raison, on a également proposé aéja de disposer, à la place du tamis au niveau de l'orifice de remplissage, un siphon qui s'oppose à un reflux du coussin de gaz à partir de la bouteille dans le récipient de remplissage. Mais le rendement d'embouteillage s'en trouve réduit. Par ailleurs, il a été proposé, par la demande de brevet allemand publiée avant examen nO 1 782 642, pour tourner les inconvénients liés au tamis ainsi qu'au siphon de disposer en amont de l'orifice de remplissage deux ou plusieurs fentes annulaires étroites, parallèles entre elles, de façon a parvenir a un meilleur embouteillage de boissons contenant de la pulpe de fruits. Un autre problème des robinets de remplissage connus tient au fait que le ll- cuide qui remonte dans le tube de gaz de refoulement vers la fin de l'opération de remplissage retombe brusquement dans le liquide embouteillé en cas de détente rapide et provoque une turbulence dans ce. liquide qui s'échappe de la bouteille en moussant. C'est pourquoi on s'est efforcé de procéder très lentement d la décompression, ce oui abaisse le rendement de l'embouteilleuse. Il a été proposé de prévoir des dispositifs additionnels sur le tube de gaz de refoulement, comme par exemple des flotteurs, pour éviter la remontée de li cube dans le tube de gaz après que la hauteur de remplissage a été atteinte. .vais la mobilité et, par suite, la sureté de fonctionnement de ces organes à flotteur sont fréquemment limitées par coincement ou collage dans le cas de boissons contenant de la pulpe de fruits ou du sucre. L'invention a pour but d'éliminer ces inconvénients et de fournir un dispositif du genre défini ci-dessus qui, d'une part, améliore la fente annulaire connue et, d'autre part, abrège le cycle complet de remplissage d'une bouteille. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait qu'il est disposé, en tant sue conduites d'arrivée et de retour de gaz, deux canaux de gaz qui débouchent dans l'orifice de remplissage, qui sont en communication l'un avec l'autre à l'extrémité opposée et qui peuvent être isolés l'un de l'autre. Dans une réalisation préférée de l'invention, les canaux de gaz qui débouchent dans l'orifice de remplissage et qui constituent les conduites d'arrivée et de retour de gaz, sont disposés à l'intérieur de l'obturateur. Il en résulte une forme de construction particulièrement compacte. Il est également possible de disposer le second canal dè gaz à l'extérieur de l'obturateur en un conduit séparé. L'essentiel est que les canaux de gaz soient conformément à l'invention, en communication au niveau de leurs extrémités supérieures. L'avantage saillant du robinet de remplissage sans tube de remplissage selon l'invention réside dans le contrôle du gaz de mise sous pression et de refoulement par deux conduites de gaz à l'intérieur de l'obturateur. De ce fait, il est possible de raccourcir considérablement la période de mise sous pression préalable pour adapter la pression dais la bouteille à celle du récipient de liquide. Il en résulte une augmentation du rendement de la machine embouteilleuse par rapport aux machines comparables dans l'état actuel de la technique. n outre, il est possible de disposer, à l'intérieur de l'obturateur, deux canaux de gaz qui débouchent dans l'orifice de remplissage, qui sont en communication mutuelle au niveau de leurs extrémités hautes et qui sont susceptibles d'être isolés l'un de l'autre, et la fente annulaire peut être formée entre le siège de robinet et l'obturateur. De manière avantageuse, selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, les deux canaux de gaz peuvent ètre combines avec une fente annulaire aui, d'après l'invention, n'est formée que par le siège de robinet et l'obturateur. De la sorte, la fente annulaire se trouve à proximite immédiate de la sortie du -ow r.ec de rerplissage et, dans ces conditions, un colmatage de la fente annu : re peut etre supprimé facilement par simple ouverture et fermeture du robi net à plusieurs reprises. Cela supprime donc tout entretien de la fente anr.u- laire par l'extérieur. Selon une autre caractéristique, la fente annulaire peut è,re réalisée en forme de cane. J'après un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, l'un des ca r.au:; de gaz est formé par un tube central fixe qui est entouré coaxialement par l'obturateur, en ménageant un canal annulaire. A son extrémité inférieure, l'ob- curateur présente intérieurement un siège d'étanchéité qui coopère avec une gar biture d'étanchéité sur le tube central. Les deux canaux de gaz peuvent ainsi être raccordés l'un à l'autre. Par ailleurs, la section dù canal annulaire peut être supérieure à celle du trou central. Lors de la fermeture de la fente annulaire du corps de robinet, la fen te annulaire interne du canal annulaire est ouverte et inversement. Une x!-cutior; ae l'invention sera décrite en se référant à la figure unique, donnée à titre d'exemple non limitatif, qui est une coupe longitudinale de ce robinet. Le robinet de remplissage se compose d'un corps 1 visse ou fixé d'une manière cuelconque dans le fond d'un récipient d'embouteilleuse 2. Le carter 3 du ro tiret de remplissage s'étend vers le haut à l'intérieur du récipient de l'em- bouteilleuse, ce carter étant réalisé sous forme d'un cvlindre très allongé. Le corps de robinet 1 comporte une paroi intérieure 4 à peu près arrondie qui dépasse en formant un orifice de remplissage 5. A l'intérieur du carter de robinet 3 coulisse axialement un obturateur 6 avec étanchéité sur la paroi intérieure du carter de robinet. A son extrémité infé rieure, l'obturateur comporte une tête 7 en forme de piston ou de boule qui porte une garniture d'étanchéité 8 qui coopère avec la surface intérieure ar rondie du siège de robinet. De cette manière, est formé, entre le siège de ro binet i et la tête 7 de l'obturateur, un canal annulaire 9 qui présente sa ré gion la plus étroite au droit du siège de robinet. AI'intérieur de l'obturateur 6 est disposé un tube fixe 10 avec un persage axial 11, le canal de gaz 11 constituant la conduite d'arrivée et de retour de gaz. L'obturateur 6 entoure le tube intérieur fixe lO en laissant entre eux un canal annulaire 12, les deux canaux de gaz il et 12 communiquant à leurs extrémités supérieures par un trou radial 13 pratiqué à l'intérieur du tube de gaz fixe central 10. A l'extrémité inférieure du tube de gaz 10 est disposée une garni ture d'étanchéité 14 qui coopère avec une surface d'étanchéité à l'intérieur de 'obturateur 6. Un ressort de compression 15 maintient fermé le canal annulaire position de repos, la garniture d'étanchéité 14 reposant fermement sur le singe de robinet à l'intérieur de l'obturateur 6 et ainsi les deux canaux de gaz .e communiquent pas du coté de l'orifice de remplissage. Un autre ressort de compression 17 prend appui d'une part sous le carter de ro Dinet 3 et, d'autre part, sur l'obturateur mobile, de sorte que le robinet de repolissage est fermé en position de repos. Lorsque le robinet de remplissage est ouvert, une garniture d'étanchéité 18 ferme le canal annulaire intérieur 12 ainsi que le tube de gaz central 11 par rapport à la cavité intérieure du carter de robinet 3. A proximité de l'orifice de remplissage est disposé un orifice de détente 19 pour décompresser la bouteille après son remplissage. Dans le carter 3 se trouve une autre ouverture 20 pour le passage du liquide provenant du récipient 2 de l'embouteilleuse vers le robinet de remplissage et vers le bouteille à remplir. Pour le remplissage d'une bouteille, une égalisation -de pression est tout d'abord effectuée entre la pression dans le récipient de l'embouteilleuse et celle dans 4sa bouteille à remplir. Dans ces conditions, le gaz comprimé est introduit dans la bouteille par le canal de gaz intérieur ll qui débouche dans le-tube de gaz de refoulement 16. Le robinet de remplissage est alors fermé et le siège intérieur entre l'obturateur 6 et -le tube central 10 est ouvert, de sorte que de az le gaz de mise sous pression parcourt simultanément les deux canaux711 et 12, grâce au trou radial 13, pour pénétrer dans la bouteille.Dès que l'égalité des pressions a été atteinte, l'obturateur recule brusquement sous l'effet du ressort de compression 15, si bien que la fente annulaire 9 entre le siège de ro binet-1 et la tête 7 de l'obturateur 6 est libérée. De ce fait, le liquide peut alors couler dans la bouteille à travers la fente annulaire 9. En même temps, le canal annulaire intérieur est fermé, c'est-à-dire que la communication entre les deux canaux de gaz 11 et 12 à partir de l'orifice de remplissage est interrompue. L'air refoulé sort désormais de la bouteille par le petit tube d'air refoulé 16 et le canal intérieur de gaz 11. A la fin de l'opération de remplissage, le robinet de remplissage, c'est-à-dire la fente annulaire 9 est fermé bien en même temps, l'entrée de gaz de mise sous pression et de refoulement est également fermée. Mais au même moment la garniture d'étanchéité 14 s'ouvre de nouveau, si bien que les deux canaux 11 et 12 de l'orifice de remplissage communiquent par le trou radial 13. Avant la fermeture du robinet de remplissage, il s'est formé une bulle d'air, grâce à laquelle il règne, dans le goulot de la bouteille et dans la chambre de robinet, une légère ;urpression de cuelque 0,1 à 022 atm. rel.Sous l'effet de cette surpression, la bulle d'air pénètre dans le canal annulaire et expulse le liquide du tube ce..,rai. A la fermeture du robinet de remplissage et, par suite, de la fente ....1ai.re 9, la communication entre les deux canaux de gaz 11 et 12 est donc ouverte et la surpression, produite par la bulle de gaz, peut refouler dans la bsu.e~lle le liquide qui est monté dans le tube central 11. La décompression de la bouteille est effectuée ensuite par l'orifice de décompressionl9. Ainsi, au -o-ent, de la décompression et de l'extraction de la bouteille, il ne se produit plus, avec le robinet de remplissage selon l'invention, aucune turbulence due au retour brusque du liquide dans la bouteille. Toutes les commandes du robinet de remplissage selon la présente invention peuvent s'effectuer de manière avantageuse au moyen de la bouteille. il ne se produit pas de pertes par dégorgement, puisque le liquide contenu dans le tube de gaz il est ramené dans la bouteille avant l'extraction de celle-ci. Du fait de la section transversale du canal annulaire 12, nettement plus grande que celle du tube de gaz 11, l'opération d'extraction et de désaérage est considérablement accélérée sans qu'il se produise de pertes par dégorgement. Avec le robinet de remplissage selon l'invention, un'cycle de remplissage d'une bouteille peut être réduit d'au moins un quart du temps de remplissage d'embouteilleuses comparables dans l'état actuel de la technique. REVENDICATIONS 1. Robinet de remplissage pour machines embouteilleuses , se composant d'un corps avec un orifice. de remplissage en forme de fente annulaire délimité par un siège d'étanchéité, et d'un obturateur coulissant axialement dans le corps et muni d'une garniture d'étanchéité, caractérisé en ce qu'il comprend, en tant cue conduite de gaz de mise sous pression et de refoulement, deux canaux de gaz qui débouchent dans l'orifice de remplissage, qui sont en communication l'un avec l'autre aux extrémités opposées et qui peuvent y être isolés l'un de l'autre. 2. Robinet de remplissage selon da revendication 1, caractérisé en ce que lesdits canaux de gaz sont disposés dans l'obturateur. 3. Robinet de remplissage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fentennulaire est formée entre le siège de robinet et l'obturateur. 4. Robinet de remplissage selon l'une des'revendications 1 à 3, caractérise en ce que l'un des canaux de gaz est formé par un tube central fixe que l!obtura- teur entoure coaxialement en ménageant un canal annulaire. 5. Robinet de remplissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'obturateur présente intérieurement à son extrémité inférieure un siège d'étanchéité qui coopère avec une garniture d'étanchéite sur le tube central. 6. Robinet de remplissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la section transversale du canal annulaire est plus grande que celle du tube central. 7. Robinet de remplissage selon l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que la fente annulaire intérieure du canal annulaire est ouverte lorsque la fente annulaire du corps de robinet est fermée. 8. Robinet.de remplissage selon la revendication 3, caractérisé on ce que la fente annulaire du corps de robinet est réalisée sous forme conique ou sous forme arrondie.