Brevet FR2428570A1 — publié le 19800111

L'invention concerne un dispositif régulateur applicable notamment aux machines à traiter ou conditionner les produits dans les industries alimentaires; pharmaceutiques, cosmétiques et connexes. On sait que les produits des industries précitées subissent une dégradation de leurs qualités par contact avec l'air ambiant qui occasionne des aerobioses, contaminations, oxydations, etc. Pour se prémunir contre ces inconvenients, les produits sont conditionnes le plus possible en milieu anaérobie et on cherche 5 éviter 1 alimentation des machines de ctin-itionnement par des bacs ou cuves en charge ou par des tre.- es G vis. Certaines machines de conditionnement sont équipées d'un système d'alimentation a régulateur fermé (appelé parfois compensateur) constitué d'un cylindre dans lequel le produit, refoulé par une pompe pénètre par un orifice. Le produit est maintenu sous pression dans le régulateur par un piston sur lequel appuie la tige d'un verin pneumatique. Le produit sous pression sort du régulateur par un autre orifice qui est en communication avec l'entrée des doseurs de la machine de conditionnement. Ces machines connues telles que visibles en figure 1 et 2 sont généralement constituées d'une cuve 1 dans laquelle est stockée une certaine quantite du produit a conditionner. Cotte cuve est équipée d'un brassoir 2 permettant de maintenir le produit homoseneX brassoir lui-meme entrainé en rotation par un organe ncteur 3. Le produit à conditionner est véhiculé par une pompe 4 qui l'aspire a la base de la cuve 1 au moyen d'une tuyauterie d'aspiration 5 et le refoule au moyen d'une tuyauterie 6 dans le régulateur fermé 7 et dans des doseurs 8 équipant la machine de conditionnement 9. Ce régulateur fermé (figure 2) crée un volume tampon qu- permet d'accumuler ou de restituer le produit en fonction des différences de débit de la pompe d'alimentation d'une part et de la machine de conditionnement d'autre part. Le débit ce la pompe d'alimentation est continu et celui Ces régulateurs fermés tels que représentés sur la figure 2 sont pourvus d'un systeme permettant de contrôler la position du piston 13 dans le cylindre 12. Il faut en effet s'assurer que le piston 13 ne viendra pas buter sur le fond supérieur du cylindre 12, par suite d'un remplissage trop grand, ou au contraire buter sur le fond inférieur de ce même cylindre 12 par suite d'un remplissage insuffisant, car, dans les deux cas, la fonction de regulation ne serait plus assurée. Le contrôle de position est souvent assuré par une came 20 fixée sur la contre-tige 21 du verin 14.Cette came, en se déplaçant, ouvre ou ferme les contacts 22 et 23 qui sont positionnés de telle manière qu'ayant que le piston 13 atteigne le fond supérieur du cylindre 12, la came 20 atteindra le contact 23, ce qui provoquera l'arret de la pompe d'alimentation en produit. Il en resultera une descente du piston 13 et de la came 20, mais avant que ce piston n'atteigne le fond inférieur du cylindre 12, le contact 22 sera atteint et provoquera la remise en marche de la pompe d'alimentation en produit. L'expérience a révélé que si ces machines donnaient de meilleurs résultats que les alimentations par bac en charge et trémies à vis, ils étaient par contre encore à l'origine de plusieurs inconvenients dont on peut citer au moins les suivants : - de par le principe même du cylindre et du piston les régulateurs d'alimentation fermés connus n'offrent pas une séparation totalement hermétique entre le produit à conditionner et l'air ambiant ou le fluide moteur. Les parois du cylindre sont tapissées d'un film de produit à conditionner; or ces même parois sont, en fonction du degré de remplissage variable, en contact avec l'air ambiant ou moteur lorsque le cylindre est relativement vide, ou bien uniquement en contact avec le produit lorsque le cylindre est relativement plein.Il en résulte que la qualite du produit se dégradera par contact et mélange avec le produit déjà dégradè par l'air qui tapisse les parois. - contrainte de démontage journalier de certaines pièces et en particulier du piston pendant le nettoyage. - difficulté d'tanchéité entre piston et cylindre dans le cas de produits tres fluides, car en vue de faciliter le démontage journalier un jeu assez important est prévu entre piston et cylindre. - moins bonne fiabilité du regulateur due aux coincements du piston dans son cylindre causés par un endommagement rapide du fait du démontage et du remontage journalier. L'invention a pour but de remédier a ces inconvénients et concerne a cet effet un régulateur pour machines de conditionnement de produits liquides, visqueux ou pâteux notamment des industries alimentaires, pharmaceutiques ou cosmétiques du type constitué d'un cylindre relié d'une part, à un poste d'alimentation en produits et d'autre part, a une machine a conditionner ou traiter ledit produit, oe cylindre comprenant une chambre de volume variable pour la réception du produit, celle-ci etant définie par un agent de pression assurant l'accumulation i la restitution des produits vers la machine a conditionner, ce régulateur. étant caractérisé par une membrane situe dans la chambre de volume varlable et séparant de façon étanche le produit de l'agent de pression. Suivant une caractéristique de 1 'invention,la membrane definie deux chambres coaxiales, l'une réservée au produit, l'autre a l'agent de pression, cette derniere contenant un fluide liquide dont la position du niveau est représentative de la position de la membrane. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la chambre contenant le liquide de pression est équipée d'un dispositif indicateur affichant la position du niveau de liquide dans cette chambre. Un régulateur s-lon l'invention est représenté a titre d'exemple non limitatif sw. la figure 3 qui est une vue en plan d'un mode de réalisation prefer ntiel. Comme visible e.l figure 3, le régulateur d'alimentation selon l'invention utilise une membrane souple similaire à celle utilisée dans les brevets français n 72.03.889, 74.37.100 et 74.37.101 de la demanderesse. Le produit y pénètre par orifice 24 et en sort par l'orifice 25. Quand l'entrée dans les doseurs de la conditionneuse est fermee, le débit devient nul à la sortie 25 du régulateur et le produit admis en 24 s'accumule dans le volume forme par le cylindre 26 et la face inférieure de la membrane 27. A l'inverse, quand l'entrée dans les doseurs de la conditionneuse est ouverte, le régulateur restitue du produit par la sortie 25.La membrane separe hermétiquement le produit à conditionner du milieu extérieur et les pertes de qualité résultant d'un défaut d'etar.chtité sont ainsi évitées. La membrane 27 est continuellement tenue appuyée sur le produit par une poussée exercée, soit directement par de l'air comprimé, soit par l'intermédiaire d'un fluide sous pression (de l'eau par exemple), soit par l'intermédiaire d'un fluide mis lui-meme en pression par de l'air comprimé. La figure 3 représente cette dernière version dans laquelle l'air comprimé entrant par 28, rempli le volume 29 qui sert de réserve et met sous pression le volume d'eau 30 qui appuie a son tour sur la membrane 27. La pression du produit à condionner est directement fonction de la pression d'air admis par l'orifice 28.Donc en réglant la pression d'air comprime, on règle la pression du produit. Pour regler la pression d'air comprime, on dispose d'un détendeur 31, d'un manomètre de lecture 32 et d'une soupape de sûreté 33. Dans le régulateur hermétique selon l'invention, le niveau du fluide liquide 30 situé au-dessus de la membrane 27 va suivre les déplacements de cette dernière ; ainsi lorsque la membrane 27 monte, le niveau de liquide 30 monte, et vice versa, lorsque la membrane 27 descend, le niveau du liquide 30 descend salement. Le niveau du liquide 30 est donc représentatif de la position de la membrane 27 et peut donc être utilisé Dour connaitre cette position. Il faut en effet s'assurer que la membrane 27 ne viendra pas buter sur la plaque perfore supérieure 34 par suite d'un remplissage trop grand, ou au contraire, sur la plaque perforée inférieure 35 par suite d'un remplissage insuffisant, car dans les deux cas, la fonction de régulation ne serait plus assurée. Le cylindre 26 pourra donc être équipé d'un indicateur de niveau. Selon une autre caracteristique de I'invention, (figure 3), l'indicateur de niveau 36 est extérieur au cylindre 26 mais est relié à celui-ci par les tuyauteries 37 et 38 de façnn à ce que suivant le principe des vases communiquants, le niveau dans 36 coincide constamment avec celui dans le cylindre 26. L'indicateur de niveau place sur le cylindre 26 ou extérieurement à celui-ci, peut être pourvu d'un système deli virant un signal optique ou sonore qui reflètera la position du niveau du liquide de pression 30. Sur ce signal un ou plusieurs seuils pourront être prévus. A partir de ce signal, du ou des seuils, une régulation cu tout autre fonction pourra être assurée. Dans un des cas non limitatifs de l'invention, les seuils sont utilises pour réguler la position de la membrane 27 et par suite, du niveau du liquide 30 en agissant sur l'admission du produit par l'orifice 24. Pour ce faire, on utilise cinq seuils places en 39, 40, 41, 42, 43. Les seuils 40, 41, 42 sont des seuils de régulation qui fonctionnent de la manière suivante : quand le niveau du liquide 30 est détecté comme etant situé entre 41 et 42, l'admission du produit par l'orifice 24 est reduite. Quand le niveau est détecté comme etant entre 40 et 41, l'admission du produit est augmentée. Si le niveau atteint 43, l'admission du produit en 24 est complètement arrêtée.Si le niveau descend jusqu'à atteindre le seuil 39, la sortie du produit par l'orifice 25 est complètement arrêtée, par exemple en arrêtant la machine de conditionnement. Dans l'exemple décrit les seuils 39 et 43 sont des seuils de sécurité. Selon une variante du régulateur selon l'ivention, le liquide 30 pourra être réchauffe ou refroidi afin de mieux maintenir a sa température le produit véhiculé sous la membrane. Pour cela, on placera dans le liquide 30 dans l'esDsce compris entre le niveau du seuil 39 et la plaque perfore 34, un petit serpentin dans lequel circulera un fluide chaud ou refrigere, ou bien une résistance chauffante electrique. Un thermostat placé dans la même zone du liquide 30 peut être prévu pour assurer une régulation automatique du chauffage ou du refroidissement du liquide 30. Lorsque le travail avec le produit est terminé, le nettoyage du régulateur selon l'invention est effectue par circulation de solutions détergentes et de rinçage en circuit ferme ou non fermé sans qu'un démontage de ses organes soit nécessaire. Il suffit d'introduire par l'orifice 44 prévu à cet effet une tubulure 45 qui a pour rôle, soit d'introduire la solution de nettoyage dans le régulateur, dans le cas ou cette solution ressort du régulateur par les orifices 24 ou 25, soit au contraire de l'évacuer dans le cas où elle pénètre dans le régulateur par les orifices 24 ou 25. Cette tubulure 45 est caractérisée en ce qu'elle est cintrée et que son extrémité supérieure 4 est proche de la membrane 27. De cette manière, la solution de nettoyage plaque la membrane dans le cylindre 26 et contre la plaque perforée 34 et balaye ainsi toute la surface bien tendue de la membrane dont le bon nettoyage se trouve ainsi garanti. Dans le régulateur selon l'invention, lorsque les appareils situés en aval de l'orifice de sortie 25 du régulateur sont eux-mêmes nettoyables par circulation de solutions appropriees, on placera alors une vanne sur l'orifice 44 et une vanne sur l'orifice 25. La solution de lavage pénétrant par l'orifice 24, on s'arrangera manuellement ou automatiquement pour que la vanne placée sur l'orifice 44 soit fermée quand celle de 25 est ouverte et vice versa que celle de 25 soit fermée quand celle de 44 est ouverte. De cette manière, la solution de lavage sera alternativement en circulation dans toutes les parties du régulateur et ce dernier sera entièrement nettoyage. Au moment du nettoyage, la pénétration de la tubulure 45 pendant sa mise en place pourrait être rendue relativement difficile si la membrane 27 restée dans une position intermediaire gene cette pénétration. Pour cela, il est prévu dans le cadre de l'invention que la chambre 29 sera mise sous vide par une connection sur l'orifice 28 avec un générateur de vide. Le vide aura pour effet de plaquer sa membrane 27 sur la plaque perforée 34 t ainsi cette membrane ne constituera plus un obstacle à la pénétration de la tubulure 45. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits pour lesquels on pourra prévoir d'autres formes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Régulateur pour machines de conditionnement de produits liquides, visqueux ou pâteux notamment des industries alimentaires, pharmaceutiques ou cosmetiques, du type constitue d'un cylindre (26) relié d'une part a un poste d'alimentation en produits et d'autre part, à une machine à conditionner ou traiter ledit produit, ce cylindre comprenant une chambre de volume variable pour la réception du produit, celle-ci étant definie par un agent de pression assurant l'accumulation ou le restitution des produits vers la machine à conditionner, ledit cylindre comprenant une membrane (27) située dans la chambre de volume variable et séparant de façon étanche le produit de l'agent de pression, ladite membrane définissant ainsi deux chambres coaxiales, l'une réservée aux produits, l'autre (30) à l'agent de pression, cette dernière contenant un fluide liquide dont la position du niveau est représentative de la position de la membrane, caractérisé en ce que la chambre (30) contenant le liquide de pression est équipee d'un dispositif indicateur (36) extérieur à la chambre (30) de l'agent de pression situé au-dessus de la membrane (27), ledit dispositif étant relié au régulateur par des tuyauteries (37-38), de sorte que les niveaux coincident selon le principe des vases communiquants, ledit dispositif indicateur (36) délivrant un signal representatif de position de niveau et étant muni de seuils, ledit signal permettant de transmettre l'indication à distance et/ou d'être utilisable pour assurer une régulation. 2. Régulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la signal et les seuils du dispositif indicateur de la position du niveau agissent sur l'admission du produit dans le regulateur. 3. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dipositif indicateur (36) de la position du niveau comporte au moins ci seuils dont au moins trois sont de regulation, les deux autres de sécurité. 4. Régulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide liquide contenu dans la chambre (30) située au-dessus de la membrane (27) est réchauffé ou refroidi par serpentin ou résistance afin d'assurer le maintien en terpérature du produit véhiculé sous la membrane. 5. Régulateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la température de rêchauffage ou de refroidissement du fluide liquide contenu dans la chambre située au-dessus de la membrane est régulée automatiquement. 6. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, caractérisé en ce qu'il est nettoyé par circulation forcée de solutions de lavage sans démontage de ses organes, au moyen d'une tubulure amovible (45) susceptible d'etre introduite dansla chambre de produit. 7. Régulateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la chambre de l'agent de pression est reliée à une installation propre à creer le vide dans cette chambre pour plaquer la membrane (27) contre la paroi superieure (34) de la chambre inférieure afin de faciliter l'introduction de la tubulure de lavage (27).