Brevet FR2402087A1 — publié le 19790330

La présente invention a pour objet un dispositif et un procédé de pompage de produits alimentaires ou siiraires par aspiration-refoulement. On cornait de nombreux types de pompes pour liquides, par exemple des pompes de type centrifuge ou a piston. De tels types de pompes restent toutefois inadaptés au traitement de produits alimentaires. En effet, lorsque des produits alimentaires tels que des pâtes, des sauces, ou autres types de liquides relativement visqueux pouvant éventuellement contenir des particules solides, sont préparés de manière a satisfaire à certaines conditions d'homogeneite ou de température, par exemple, il con vient d'éviter que ces produits subissent ensuite des transformations qui leur font perdre leurs propriétés. Avec les systèmes de pompes classiques, les produits pompes sont soit laminées, soit centrifuges, soit compresses. De ce fait, ces produits alimentaires sont obligatoirement détériorés et subissent une transformation qui les rend impropres a une utilisation optimum pour la confection des articles finis. Ainsi, dans l'industrie alimentaire, lorsque lton doit par exemple transvaser des produits liquides de pétrin ou de basde préparation ou de cuisson dans des doseuses, le transfert doit etre erfectué a la main a l'aide de seaux, de bassines ou de louches, afin d'éviter toute transformation du produit liquide déja préparé.Naturellement, ceci necessite une main-d'oeuore importante et ne permet pas de respecter toutes les conditions d'hygiène nécessaires. La présente invention a précisément pour but de remédier aux inconvenients precités, et de permettre le pompage de produits alimentaires ou similaires déjà preparés à des conditions permettant leur utilisation, sans affecter les proprié- tés de ces produits alimentaires,liquides et susceptiblcsde contenir certaines particules solides, pour permettre le transvasement à partir de bacs ou de pétrin par exemple en vue d'alimenter des appareils tels que des doseuses ou d'autres types de machine à confectionner des produits alimentaires finis à partir d'une matière première liquide ou semi-liquide. La présente invention a encore pour but de permettre des transferts de produit dans d'excellentes conditions d'hygiène, et de façon automatique, tout en conservant toujours parfaitement toutes les qualités des produits manipulés. Ces buts sont atteints grace a un dispositif de pompage de produits alimentaires ou similaires, du type aspirant et foulant et comprenant un corps cylindrique fixe dans lequelpeut coulisser un piston, dispositif dans lequel, conformément a l'invention, ie corps cylindrique fixe comprend des première, deuxième et troisième chambres adjacentes superposes limitées a leur partie inférieure respectivement par des première, deuxiè- me et troisième pièces d'obturation percées chacune dans toute leur épaisseur d'un alesage de relativement grand diamètre equipe d'un clapet anti-retour, dans lequel les alesages des première, deuxième et troisième pièces d'obturation sont situés dans l'alignement les uns des autres et dans lequel la deuxième pièce d'obturation est constituée par la tête du piston mobile. Par la disposition avec trois étages superposés, et des orifices de passage entre les divers étages présentant une section importante, il est possible de réaliser un pompage de produits épais, tels que des pates, présentant une viscosité et/ou une densité importante. Du fait que les alésages des première, deuxième et troisième pièces d'obturation sont situes dans l'alignement les uns des autres, le produit est soumis a un minimum de contraintes et peut conserver toutes ses propriétés intrinsèques après le pompage. Il est possible de rendre le dispositif de pompage entierement automatique et de préférence, la deuxième pièce d'obturation formant piston est commandée par au moins un élément de commande qui traverse de façon étanche ladite troisième pièce d'obturation dans la zone située en dehors de l'alésage de cette troisieme pièce, et traverse de façon étanche une quatrieme pièce d'obturation de la partie supérieure de la troisie- me chambre. L'automaticité peut être obtenue par exemple par une liaison de l'élément de commande a un vérin de type pneumatique ou hydraulique qui est soumis lui-même a un mouvement alternatif de va-et-vient. La troisième'chambre est munie, dans sa partie supérieu- re, d'un orifice d'évacuation qui débouche de préférence dans un tronçon de conduite incliné vers le haut d'un angle compris entre 'environ 30 et 600 par rapport a l'axe du corps cylindrique. Affin que le dispositif de pompage fonctionne de manière optimum, il est intéressant que les sections des alésages soient relativement importantes et que la section des différentes chambres soit également importante, de façon qu'il soit toujours transféré des quantités importantes de produits a une vitesse relativement lente. De telles conditions de fonctionnement permettent d'éviter une détérioration des produits qui ressortent intacts de la pompe. Par ailleurs, les produits ne sont pas échauffes puisqu'ils ne subissent aucune pression importante, la seule pression étant due au poids du produit sur une hauteur limitée la hauteur maximale de la pompe. De façon avantageuse, le corps cylindrique de la pompe présente un diamètre superieur a environ 70 mm, la hauteur totale de l'ensemble des trois chambres superposées est de préférence inférieure a environ 1 mètre et les alésages présentent un diamètre supérieur a environ 40 mm. Selon un mode particulier de realisation, chaque clapet comprend une plaquette d'obturation rigide ou semi-rigide de faible épaisseur munie de pattes de guidage engagées dans l'alésage correspondant et equipées de butéesde retenue pour limiter la course du clapet. La plaquette d'obturation d'un clapet est alors prévue pour reposer sur un siege de clapet réalisé sur la pièce d'obturation correspondante et surmontant légèrement la surface supérieure de cette derniere. La presente invention a encore pour objet un procédé de pompage de produits alimentaires par aspiration-refoulement, qui consiste a introduire par aspiration une partie du produit a pomper dans une première chambre de pompage de hauteur variable a travers un premier alésage de relativement grand diamètre muni d'un clapet anti-retour, a faire passer le produit contenu dans la première chambre dans une deuxième chambre de hauteur variable superposée a la première a travers un deuxieme alésage muni d'un clapet anti-retour et situé dans le prolongement du premier alésage, par reduction de la hauteur de ladite première chambre, puis a faire passer dans une troisième chambre superpo sée a la deuxieme chambre et munie d'un orifice d'évacuaton -le produit contenu dans la deuxième chambre a travers un troisie- me alésage muni d'un clapet anti-retour et situé dans le prolongement dudit deuxieme alésage, par réduction de la hauteur de ladite deuxième chambre tout en augmentant simultanément la hauteur de la première chambre pour introduire par aspiration du nouveau produit dans cette dernière a travers le premier alésage. Dans un tel procédé, il est avantageux que la modification simultanée de la hauteur des première et deuxième chambres soit réalisée automatiquement par des mouvements de va-et-vient d'une pièce unique assurant la séparation entre lesdites première et deuxième chambres. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront mieux à la lecture de la description qui fait suite d'un exemple particulier de réalisation, donné uniquement a titre d'exemple, en référence au dessin annexe sur lequel - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un exemple de pompe conforme a l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1 de la pompe de la figure 1. Si l'on se reporte à la figure 1, on voit une pompe comprenant un corps de pompe 1,~qui peut être par exemple un tube en acier inoxydable, présentant un diamètre relativement important, de préférence superieur à 70 mm. Le corps cylindrique 1 est obturé a son extrémite inférieure par une pièce d'obturation Il et a son extrémité supérieure par une pièce d'obturation 13. Une pièce d'obturation intermédiaire 12 est en outre fixée rigidement à l'intérieur du corps I de la pompe environ a mi-hauteur du corps de ladite pompe.Chacune des pièces fixes d'obturation 11, 12, 13, est munie sur son pourtour externe d'un joint d'étanchéité 111, 121, 131, qui empêche tout produit de passer entre le tube 1 et une pièce d'obturation. Dans la partIe superieure du corps i de la pompe, un orifice d'évacuation du produit est relié à un tronçon de conduite d'évacuation 14, incliné vers le haut par rapport à l'axe de la pompe, avec une inclinaison d'environ 45 . Le tronçon de conduite d'évacuation 14 peut être relié à une conduite extérieure 16 rigide ou souple. Un ensemble mobile 3 est incorporé a l'intérieur du tube 1. Cet ensemble mobile 3 se termine a sa partie infe- rieure par une pièce d'obturation 34 formant une tête de piston La pièce d'obturation mobile 34 est ajustée de manière à pouvoir coulisser dans le tube 1 et présente sur sa périphérie un joint d'étanchéité 37 qui empêche tout produit de passer à la périphérie de la piece d'obturation 34 entre cette pièce et la paroi du tube 1. te piston 34 peut être actionné par deux tiges 33 fixée à ce piston 34 dans sa partie périphérique, lesdites tiges 33 traversant la pièce d'obturation intermédiaire 12 à travers les alésages 123 munis de joints d'étanchéité 124. Les tiges 33 sont reliées entre elles a leur partie supérieure par une barrette 32 qui maintient leur ecartement fixe. Au centre de cette barrette 32, est fixée une tige 31 qui traverse un alésage axial 134 ménagé dans la pièce d'obturation suparieure 13. La tige 31 a pour fonction de transmettre au piston 34 un mouvement alternatif de translation verticale. L'alésage 134 est muni de joints d'étanchéité 132, 133, pour réaliser une étanchéité entre la tige 31 et la pièce d'obturation supérieure 13. La tige 31 de commande du piston 34 peut être reliee par exemple à un vérin pneumatique 22 qui lui transmettra son mouvement a l'aide d'une pièce de liaison 35 qui peut servir en même temps de bras pour appuyer sur une vanne pneumatique 25 capable de déclencher le mouvement de descente du vérin 22 et sur une vanne pneumatique 15 montee sur la partie supérieure de la piece 13, capable de provoquer des racuvernents de remontee du vérin, le processus de va-et-vient a piston 31 entrainé par le vérin 22 pouvant continuer automatiquement sans arrêt tant que le circuit d'air comprimé reste ouvert. Les vannes pneumatiques 15, 25 ont ainsi pour fonction de commander chacune le tiroir d'un distributeur pneumatique qui alimente le vérin pneumatique 22, soit d'un cotre, soit de llau- tre, le verin 22 étant à double effet. Le piston 34 entraîné par la tige 31 actionnée par le vérin 22 présente naturellement le même mouvement alterné de montée et de descente . Une plaque 21 appuyee sur des colonnes 20 reliées a la partie supérieure de la piece d'obturation 13 supporte le vérin pneumatique 22. Chacune des pieces d'obturation fixesll, 12 et la pièce d'obturation mobile 34 formant piston, sont percées de part en part dlun-alésage dc relativement grand diamètre 112,122, 36 respectivement. Les alésages 112, 36, et i22 sont alignés les uns au dessus des autres, et sont de préférence dans l'axe de la pompe. Les alésages 112, 36, et 122 présentent de préférence un diamètre supérieur à environ 40 mm. Les alésages 112, 36, 122 des pièces d'obturation 11, 34 et 12 sont équipes de clapets 4,5,6 respectivement.Chaque clapet 4, 5, 6 comprend une plaquette horizontale pleine de faible epaisseur et de diamètre légèrement supérieur à celui des alésages, pour permettre une obturation des alésages 112,36,122 respectivement. Chaque tête de clapet 41,51,61 repose sur un siège 114, 38, 125 réalisé par usinage de la partie supérieure des pieces d'obturation 11, 34, 12 respectivement et surmontant légèrement la surface supérieure desdites pièces. Chaque clapet 4,5,6 est muni de pattes de guidage 42,52,62 respectivement qui coulissent dans l'alésage 112, 36, 122 respectivement. Chaque clapet peut comporter par exemple trois pattes de guidage.Les pattes de guidage 42,52,62 présentent à leur partie inférieure 43,53,63 une forme de crochet qui permet de limiter la course des clapets 4,5,6 respectivement lorsque ceux-ci sont soulevés, les pattes 43,53,63 venant en butée sur la surface inférieure des pièces d'obturation respectives. Le corps 1 de la pompe est prévu pour être plongé dans le produit a pomper. Toute la partie du corps I comprise entre les brides d'extrémité 113,135, des pièces d'obturation inférieure 11, et superieure 13, peut etre immergée. Toutefois, il est naturellement suffisant que la partie inférieure 113 de la pompe soit immergée. Le fonctionnement de la pompe sera maintenant décrit en supposant que l'ensemble mobile 3 est animé d'un mouvement permanent de va-et-vient sous l'action du vérin pneumatique 22, qui pourrait naturellement être remplacé par tout autre mode d'entrainerent tel qu'un vérin hydraulique ou un moteur électrique muni d'un réducteur par exemple. Lorsque la tige 31 remonte en entraînant le piston 34, le piston 34 réalise une aspiration dans la partie inférieure 7 de la pompe, située entre la pièce d'extrémité inférieure 11 et le piston 34, et qui constitue une première chambre 7. Sous l'action de l'aspiration réalisée par la remontée du piston 34, le clapet 4 de la pièce d'obtJration inférieure Il se soulevé. Le produit disposé à l'extérieur du corps de la pompe 1 est alors aspire à l'intérieur de celui-ci et penètre dans la première chambre 7. Dans le même temps, le clapet 5 du piston 34 est hermétiquement fermé, puisqu'une pression s'exerce sur celui-ci tandis que le clapet 6 de la pièce fixe centrale 12 se souleve, permettant au piston de refouler dans la chambre supérieure 9 située entre la piece centrale d'obturation 12 et la piece supérieure d'obturation 13 la matière, produit à pomper, ou air, située dans la chambre intermédiaire 8 formée par l'espace qui se trouve entre le piston 34 et la piece centrale d'obturation 12. Lors du mouvement de descente du piston 34, le clapet 6 de la pièce fixe centrale~12 se ferme retenant le produit passé au dessus de lui dans la chambre superieure 9, tandis que le clapet 5 du piston mobile 34 s'ouvre permettant ainsi au produit comprimé par ie piston dans la chambre 7 de passer de l'autre coté du clapet 5, c'est-à-dire au dessus de lui, pour pénétrer dans la chambre intermediaire 8. Pendant ce temps, le clapet 4 de la piece inferieure 11 de fermeture reste ferme sous l'action de la pression exercée par la descente du piston 34. Dans la répétition de ces mouvements alternés, le produit est tantOt aspiré, tantôt refoulé, étage par étage. Du fait que les passages 112, 36, 122 sont relativement larges, et que, compte tenu du volume important de la cylindrée du corps 1, le mouvement de l'ensemble mobile 3 est relativement lent, les produits ne sont pas travaillés et ne se déteriorent pas, de sorte qu'ils ressortent intacts de la pompe par le tronçon supérieur d'évacuation 14. Le produit pompe est soumis a un minimum de contraintes, dans la mesure ou où trajet parcouru par le produit est le plus direct possible, puisque les différents étages 7,8,9 sont superposés les uns aux autres et que les orifices de passage 112,36,122 sont egalement alignés les uns avec les autres.Par ailleurs, les produits ne sont pas échauffés puisqu'ils ne subissent aucune pression importante, la seule pression étant le poids du produit sur une hauteur correspondant au maximum a la hauteur du corps 1 de la pompe, laquelle hauteur est en principe limitée a des valeurs inférieures à environ 1 mètre. En outre, il est préférable que la hauteur de la chambre supérieure 9 soit la plus réduite possible. Les plaquettes d'obturation 41,51,61, en forme de disques qui reposent su les sièges de clapet surélevés 114, 38,125 respectivement assurent lorsqu'elles sont soulevés, un tassage aisé e la matière sur une surface importante du fait de la relatIvement grande section des alésages 112, 36, 122. Le dispositif selon l'invention est particulierement adapté au pompage de produit relativement visqueux, pouvant contenir des particules solides, et dont les qualités intrinsèques doivent entre conservées. Une pompe du type précité est particulierement utile dans des industries telles que les biscuiteries, les salaisons, les installations de patisserie industrielle. Outre la bonne conservation des produits quelle permet, une pompe conforme à l'invention présente une facilité de montage et un cot réduit qui sont particulièrement remarqua- bles. Bien entendu, diverses modifications et adjonctions peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui -vient d'être décrit, à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de protection de l'invention. Ainsi, il est possible d'utiliser en combinaison avec l'ensemble des trois chambres 7,8 9, superposées et délimitées par des pieces d-1obturation 11,34, 12, 13 pourvues pour les trois premières d'un alésage 112,36, 122, des clapets 4,5,6 d'un type différent de celuI représenté sur les figures. La suspension du piston 34 peut elle-même également subir des variantes de réalisation. REVENDICATIONS 1. Dispositif de pompage de produits alimentaires ou similaires, du type aspirant et foulant et comprenant un corps cylindrique fise dans lequel peut coulisser un piston, caractérisé en ce que le corps cylindrique fixe comprend des premier, deuxIème et troisième chambres adjacentes superposées limitees a leur partie inférieure respectivement par des première, deuxième et troisieme pièces d'cbturation percées chacune dans toute leur épaisseur d'un alesage de relativement grand diamètre équipé d'un clapet anti-retour, en ce que les alésages des première, deuxième et troisième pièces d'obturation sont situés dans l'alignement les uns des autres et en ce que la deuxième pièce d'obturation est constituée par la tête du piston mobile. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracterisé en ce que ladite deuxième pièce d'obturation formant piston est commandée par au moins uh élément de commande qui traverse de façon étanche ladite troisieme piece d'obturation dans la zone situee en dehors de l'alésage de cette troisième pièce, et traverse de façon étanche une quatrième pièce d'obturation de la partie supérieure de la troisième chambre. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la troisième chambre est munie, dans sa partie supérieure, d'un orifice d' évacuation débouchant dans un tronçon de conduite incliné vers le haut d'un angle compris entre environ 30 et 606 par rapport à l'axe du corps cylindrique. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caracterisé en ce que le corps cylindrique présente un diamètre supérieur à environ 70 mm. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que la hauteur totale de l'ensemble des trois chambres superposées est inférieure à environ 1 métrez 6. DIspositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérise en ce que lesdits alesages presentent un diamètre supérieur à environ 40 mm. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications i à 6, caractérise en ce que chaque clapet comprend une plaquette d'obturation rigide ou semi-rigide de faible épaisseur munie de pattes de guidage engagées dans l'alésage correspondant et équipées de butées de retenue pour limiter la course du clapet. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé n ce que la plaquette d'obturation d'un clapet est prévue pour reposer sur un siège de clapet réalisé sur la pièce d'obturation correspondante et surmontant légère- ment la surface supérieure de cette derniere. 9. Procédé de pompage de produits alimentaires par aspirationrefoulement, caractérisé en ce qu'il consiste a introduire par aspiration une partie du produit à pomper dans une premiere chambre de pompage de hauteur variable à travers un premier alésage de relativement grand diamètre muni d'un clapet anti-retour, faire passer le produit contenu dans la première chambre dans une deuxième chambre de hauteur variable superposée à la première à travers un deuxième alésage muni ù'un clapet anti-retour et situé dans le prolongement du premier alésage, par réduction de la hauteur de ladite première chambre, puis à faire passer dans une troisième chambre superposée à.la deuxième chambre et munie dtun orifice c évacuation le produit contenu dans la deuxième chambre à travers un troisième alésage muni d'un clapet anti-retour et situe dans le prolongement dudit deuxième alésage, par réduction de la hauteur de ladite deuxième chambre tout en augmentant simultanément l-a hauteur de la premiere chambre pour introduire par aspiration du nouveau produit dans cette derniere à travers le premier alésage 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la modification simultanée de la hauteur des première et deuxième chambre est réalisée automatiquement par des mouvements de va et vient dlune piece unique assurant la séparation entre lesdites première et deuxieme chambres.