Brevet FR2327143A1 — publié le 19770506

La présente invention se rapporte à un dispositif de remplissage d'un récipient en matière visqueuse. On connait par le brevet US 3.517.688 des têtes de remplissage à valve utilisables dans le cas de liquides. De telles têtes de remplissage comportent un piston qui peut être animé d'un mouvement de va et vient pour alternativement ouvrir ou fermer l'arrivée du liquide. Ces têtes de remplissage peuvent aussi comporter un sas aseptisé qui isole le piston du liquide, assurant ainsi l'hygiène de lsopération de remplissage. De tels dispositifs sont donc particulièrement adaptés au remplissage en série de récipients par un produit liquide; mais ils cessent de convenir lorsque le produit n'est plus liquide mais qu'il s'agit d'une matière visqueuse comme la sauce tomate et autres produits du même type.En effet, quand le récipient est rempli et qu'on retire la tête de remplissage, la matière visqueuse qui reste dans ladite tête et dans le goulot du récipient se détend et forme un cône au-dessus de l'ouverture du récipient. Ce cône de matière pâteuse empêche le bouchage du récipient et entrain des salissures et des éclaboussures sur le récipient lui-même et sur le dispositif de remplissage. De Plus, dans le cas où l'on veut un remplissage aseptique, de telles éclaboussures obligent à fermer l'arrivée du produit, à effectuer un nettoyage et à restériliser le matériel souillé avant de continuer les opérations de remplissage, La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients en faisant traverser la tête de remplissage par un courant de fluide à la fin de l'opération de remplissage.Ce courant, dirigé contre la matière visqueuse accumulée dans l'ouverture de remplissage, dégage le col du récipient et pousse ladite matière visqueuse à l'intérieur du récipient, permettant ainsi d'éviter les inconvénients ci-dessus évoqués.quand on sépare la tête de remplissage du récipient qu'on veut boucher. Ladite tête de remplissage se caractérise en ce qu'elle comporte : - une enveloppe munie d'un conduit d'arrivée de la matière dont on rem plit le récipient et d'un conduit de sortie de ladite matière en com munication avec le conduit d'arrivée, - un système de valve mobile à l'intérieur de ladite enveloppe, pouvant dans un mouvement de va et vient établir ou couper la communication entre l'arrivée et la sortie de matière, - un passage à travers ladite valve débouchant dans le conduit de sortie de matière pour faire passer un fluide, - des moyens pour faire circuler ledit fluide successivement dans le passage au travers de la valve et dans le conduit de sortie de matière. Selon une seconde caractéristique, la tête de remplissage est telle que le conduit de sortie de la matière s'adapte au goulot du récipient à remplir et que les moyens qui font circuler le fluide à travers le passage à l'interieur de la valve sont commandés par le mouvement de la valve ellemême et sont mis en action au contact de ladite valve avec le conduit de sortie de la matière, libérant alors un jet momentané ou prémesuré de fluide sous pression. L'invention sera décrite en détail en référence au dessin qui représente une vue en coupe verticale de la tête de remplissage. Cette tête de remplissage comprend une enveloppe cylindrique verticale 10, munie à sa partie inférieure d'un conduit de sortie de matière 12 disposé axialement et sur un côté, à une certaine distance au-dessus du conduit de sortie, d'un conduit 14 d'entrée de matière. Cette enveloppe 10 est constituée de tronçons emboités et séparables, facilitant ainsi le démontage et le curage de la tête de remplissage. Le conduit de sortie 12 est conçu pour, au cours de l'opération de remplissage, venir épouser l'intérieur du goulot du récipient, le goulot venant s'appuyer sur un collier 17 au conduit de sortie. Le conduit d'arrivée de matière 14 est relié à une source de matière pâteuse, comme de la sauce tomate, matière dont on veut emplir le récipient 18. Une tige 20 est montée à l'intérieur de l'enveloppe 10.Cette tige peut glisser sur l'aie de l'enveloppe 10, la portion supérieure de cette tige 20 sortant alors au-dessus de l'enveloppe 10 en traversant un joint d'étanchéité annulaire 22. La partie inférieure de la tige 20 comporte une valve24 munie à sa périphérie d'un joint annulaire 26, la valve et son joint étant tels qu'en descendant dans le conduit de sortie 12, ils l'épousent parfaitement pour le fermer. Des moyens sont prévus pour animer la tige 20 d'un mouvement axial de va et vient dans l'enveloppe 10. Ces moyens comportent une chambre annulaire 28 située entre la tige 20 et l'enveloppe 10, au voisinage de llextrémité supérieure de ladite enveloppe, délimitée par la paroi d'une section 30 élargie de l'enveloppe.Dans la chambre 28, la tige 20 est équipée d'un piston circulaire 32 muni sur sa circonférence d'un segment d1étanchéité 34. Ce piston est en Contact intime avec la paroi intérieure de la section 30, divisant ainsi la chambre 28 en une partie basse et une partie haute. Le fond de cette section 30 est muni de bagues d'étanchéité 36 qui rendent la partie basse de la chambre 28 étanche, de la même façon que le joint 22 rend ia partie haute de la même chambre étanche. Peux conduites de gaz 38 et 40 sont reliées à la chambre 28 respectivement au-dessus et au-dessous du piston 32 pour amener la force motrice nécessaire à l'animation du piston 32 et de latige 20 d'un mouvement de va et vient dans l'enveloppe 10. Ces conduites peuvent être munies de vannes telles que V1 et branchées sur une source S1 d'un fluide sous pression. La vanne V7 peut être une vanne quatre voies qui, pendant des périodes déterminées, transmet alternativement la pression et la dépression aux espaces situés au-dessus et au-dessous du piston 32. Par ce moyen, la tige 20 est animée d'un mouvement de va et vient et la tête de la valvebouche et ouvre alternativement le conduit de sortie 12. De cette façon, quand la partie haute de la chambre 28 est soumise à la pression, la tige 20 est poussée vers le bas et la tête de la szlve 24 rentre dans le conduit 12 et le bouche totalement, interrompant ainsi le flux de matière.Quand on inverse la pression, la tige 20 est soulevée, débouchant ainsi le conduit de sortie 12 et laissant le libre passage à la matière au travers dudit conduit de sortie 12 vers le goulot 16 du récipient 18. Lorsqu'on veut utiliser ce système de remplissage pour des applications demandant une certaine aseptie, un joint stérile est avantageusement mis en place entre la chambre 28 et la tête de la valve 24, laditevalve 24 qui est en contact avec la matière dont on remplit le récipient étant ainsi isolée de toute souillure. Pour cela, une région 42 de la tige 20, située entre lave 24 et la bague d'étanchéité 36, a une section réduite de façon à former une seconde chambre annulaire 44. Des tuyaux d'entrée et de sortie, respectivement 46 et 48, traversent l'enveloppe 10 et sont reliés à cette chambre annulaire 44. Le tuyau d'entrée 46 est branché sur une source de fluide aseptique, un gaz inerte, de l'azote ou de la vapeur d'eau par exemple. De manière avantageuse, ce fluide circule sous pression dans la chambre 44. Cette pression est rendue possible grâce à la bague d'étanchéité supérieure 36 et à une seconde bague d'étanchéité 50 autour de la tige 20 et située entre la valve 24 et la région 42 de section réduite. Un alésage axial 52 traverse la tige 20 d'un bout à l'autre, ledit alésage aboutit dans un évidement conique 54 de la tête de valve 24. A sa partie supérieure, cet alésage 52 est relié à une vanne V2, elle-même reliée à une source S3, d'un fluide aseptique air, gaz stérile ou inerte ou équivalent, sous pression. L'ouverture de la vanne V2 est synchronisée avec le mouvement de la tige 20. Ainsi, aussitôt que la tête devalve 24 a pénétré dans le conduit de sortie 12 et l'a bouché, la vanne V2 s'ouvre et du fluide en quantité déterminée ou non traverse l'alésage 52 jusqu'à l'orifice de sortie 54. Tel que représenté sur le dessin, le dispositif est en position de remplissage, la tête de valve 24 étant rétractée dans l'enveloppe 10, permettant de cette façon le passage de la matière visqueuse ou semi-solide de ltentrée 14 directement dans le récipient au travers du conduit de sortie 12. Le récipient 18 sera normalement complètement rempli avec la matière atteignant le niveau du goulot.La quantité de matière introduite dans le récipient pourra être déterminée par l'une quelconque des méthodes connues, par exemple par pesée avec le récipient posé sur une balance ou par mesure de la durée du remplissage. Quand on arrive au remplissage, la partie haute de la chambre 28 est mise sous pression, poussant ainsi le piston et la tige 20 vers le bas jusqu'à ce que la tête de valve 24 bouche le conduit de sortie, interrompant ainsi le flux de matière. Lorsqu'on remplit avec un produit visqueux, quand la tête de valve bouche le conduit de sortie, un cordon continu dudit produit visqueux s'détend de la base de la tête de valve jusque dans le goulot 13 du récipient. Si à ce stade on séparait le récipient du conduit de sortie de matière, le produit serait étiré en dehors du goulot et viendrait former un cône au-dessus. La présente invention évite justement cet inconvénient en envoyant un courant de fluide au travers de la tête de valve 24. Plus précisément, après que la tête de valve 24 est dans la position qui correspond à la fermeture du conduit de sortie, la vanne V2 est ouverte momentanément ou pour une période prédéterminée, de sorte que du fluide sous pression, ou une quantité mesurée de fluide sous pression arrive dans l'évidement 54, poussant ainsi le surplus de matière du conduit 12 dans le goulot du récipient. Lorsqu'il s'agit de produits alimentaires, le fluide employé peut être l'air mais aussi, de manière avantageuse, un gaz stérile inerte, l'azote ou la vapeur. Après cela, le récipient 18 rempli peut être séparé du conduit 12 sans qu'il se produise de cône de matière. Un récipient vide peut alors venir remplacer le récipient plein, après quoi la partie basse de la chambre 28 est mise sous pression par alimentation du tuyau 40. Ceci fait soulever la tête de valve, l'amène dans la position où elle libère la communication entrée-sortie de produit et le cycle de remplissage se répète. REVEXDICAlI0ES 1. Dispositif de remplissage de récipients avec un produit, caractérisé en ce qu'il comprend - une enveloppe munie d'un conduit d'arrivée de produit et d'un con duit de sortie de produit. - une valve mobile à l'intérieur de ladite enveloppe, qui par un mouvement de va et vient, successivement met en communication l'arri vée et la sortie de produit et interrompt cette communication quand elle se trouve dans une position correspondant à la fermeture du con duit de sortie. - un passage pour un fluide à travers ladite valve, aboutissant dans la sortie de produit. - des moyens pour faire passer un fluide dans le passage susdit puis dans la sortie de produit. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit de sortie de produit s'adapte sur le goulot du récipient à remplir et en ce que les moyens qui permettent de faire circuler un fluide à travers la valve sont commandés par le mouvement de ladite valve, lesdits moyens envoyant un courant momentané ou prémesuré de fluide sous pression dans le passage au travers de la valve puis dans le conduit de sortie et dans le récipient quand la valve atteint la position qui correspond à la fermeture du conduit de sortie. 3. Dispositif selon la revendication 1 pour remplir des récipients avec un produit pâteux, caractérisé en ce que le conduit de sortie du produit S t adapte sur le goulot du récipient à remplir et en ce que les moyens qui permettent de faire circuler un fluide au travers de la valve sont mis en action par la valve elle-même atteignant la position dans laquelle elle obture le conduit de sortie, lesdits moyens envoyant alors un courant momentané ou prémesuré de fluide sous pression au travers de la valve, puis sur le produit pâteux situé dans le conduit de sortie et dans 7e col du récipient pour le repousser dans ledit récipient, évitant ainsi la formation d'un cône de produit au-dessus dudit récipient quand on enlève le dispositif de remplissage. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendication 1, 2 ou 3, comprenant une chambre principale au centre de laquelle une tige cylindrique est mobile suivant un mouvement de va et vient le long de l'axe de ladite chambre, ladite tige portant une valve cylindrique qui par le mouvement de va et vient de la tige sort puis entre dans le conduit de sortie de produit jusqu'à venir le boucher, et comprenant également des moyens pour animer du mouvement de va et vient la tige cylindrique et la valve; la dite tige et ladite valve délimitant un passage pour un fluide. 5. dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens animant la tige cylindrique d'un mouvement de va et vient sont constitués d'une seconde chambre séparée de la chambre principale et entourant une portion de ladite tige éloignée de la valve, d'un piston à l'intérieur de cette seconde chambre monté sur ladite tige, et de moyens pour délivrer dans ladite chambre successivement sur chacune des faces opposées dudit piston un fluide sous pression. 6. Procédé de remplissage d'un récipient avec un produit, caractérisé en ce qu'il comporte: - une étape au cours de laquelle on amène en communication le goulot du récipient et le conduit de sortie de produit, - une étape de remplissage durant laquelle le récipient est rempli par le produit qui passe par le conduit de sortie, jusqu'à ce que le produit dans le récipient monte jusqu'au niveau du goulot, - un arrêt du flux de produit au travers du conduit de sortie, - puis, le goulot du récipient restant en contact avec le conduit de sortie, l'envoi d'un courant de fluide au travers dudit conduit de sortie dans le goulot du récipient pour repousser dans le récipient tout le produit contenu dans ledit conduit de sortie et dans la ré gion comprise entre ledit conduit et le récipient, - puis la séparation du récipient et du conduit de sortie.