Brevet FR2453395A1 — publié le 19801031

L'invention concerne un procédé et le dispositif de mise en oeuvre associé relatifs à la mesure du volume intérieur de récipients servant au conditionnement des liquides et en particulier des flacons en verre. Il existe actuellement différentes techniques pour mesurer le volume d'une capacité, en particulier celle qui consiste à emplir cette capacité d'un liquide et à mesurer la quantité ainsi utilisée. Cette technique est simplé, mais lente, fastidieuse et peut difficilement répondre à l'application des nouvelles normes communautaires qui exige un contrôle plus systématique. Dans cette optique les systèmes de contrôle industriel automatiques ou semiautomatiques reposent généralement sur le principe de la comparaison du volume à mesurer avec un volume de-référence.Ce principe conduit à des procédés de mesure différents : selon un procédé décrit dans le brevet français nO 1 317 298 on mesure la différence des pressions instantanées qui règnent respectivement dans les deux capacités après les avoir soumises simultanément à une meme surpression, selon un second procédé on applique simultanément une faible oscillation de pression dans un cylindre de volume équivalent au récipient de référence et dans la capacité à mesurer. On ajuste alors la capacité du cylindre pour annuler la différence de pression entre les deux cavités. Ces méthodes de mesure présentent les inconvénients des mesures en dynamique. La méthode de mesure, selon l'invention, est simple rapide et fonctionne à sec ; elle évite les inconvénients de mesures instantanées de grandeursvariables car elle procède par comparaison entre deux états d'équilibre de volume d'air au repos. Elle consiste à injecter à l'intérieur du récipient (flacon) où régnait la pression ambiante un volume d'air ou autre gaz connu et par mesure de la variation de pression interne de caiculer le volume du récipient. Pour accroître la précision de la mesure s'affranchir des dérives et éviter les corrections dues aux variations de la pression atmosphérique, on procède par comparaison avec un flacon étalon. L'injection de volumes sensiblement identiques d'air est réalisée alors simultanément dans les capacités du flacon à mesurer et du flacon étalon ou règne la pression ambiante. Un capteur de pression différentiel mesure l'écart de pression entre les deux récipients dans leur nouvel état d'équilibre. Selon l'invention le volume injecté provient d'un cylindre dont on peut régler la cylindrée par déplacement d'une butée de réglage agissant sur la tige du piston. Ledit cylindre comporte à une extrémité un embout, qui supporte la paroi fixe de sa cavité, ledit embout est appliqué hermétiquement par l'intermédiaire d'un joint élastique sur le col du récipient ; les cavités du cylindre et du flacon communiquant par un canal axial percé dans l'embout. Dans le cas d'une mesure par comparaison avec un flacon étalon l'équipement de mesure est double, l'injection d'air est réalisée simultanément par l'action de deux pistons mobiles dans deux cylindres identiques, adaptés sur le flacon à mesurer sur le flacon étalon. Les deux capacités étant reliées par un conduit qui débouche avantageusement sur le canal axial de communication entre la capacité du cylindre et du flacon ; un capteur de préssion différentiel, installé en série sur ce conduit mesure l'écart de pression entre les deux récipients. Le mouvement simultané des deux pistons dans leur cylindre est provoqué par un vérin qui exerce un effort simultané sur les deux tiges de piston par l'intermédiaire d'un bras lié à celles-ci.La course des deux pistons s'effectue entre une position haute, réglée individuellement par l'action d'une vis micrométrique agissant sur chaque tige de piston et la position fin de course en butée sur le fond du cylindre. Pour l'étalonnage de ce-dispositif de mesure on procède par une méthode analogue à la double pesée à tare constante ; celleci étant constituée par un flacon de référence de volume indétermine. Le processus d'étalonnage se déroulant alors comme suit On effectue successivement deux mesures en disposant successivement sous un même cylindre, deux flacons de volumes différents et connus, sous l'autre cylindre le même flacon de référence. Les volumes respectifs des cylindres étant réglés et constants par ailleurs. Les écarts de pression enregistrés lors de ces deux mesures seront notés respectivement Ps et P2. On réglera alors le gain (sensibilité) de la chaine de mesure associée au capteur de pression différentiel de telle sorte que l'écart entre les deux séries de mesures correspondant à une variation connue, soit indiqué par un effet optimum. On procède ensuite à un réglage du zéro correspondant à la nouvelle sensibilité du système de mesure. Selon une disposition avantageuse du dispositif de mesure, une capacité additionnelle de volume connu peut être mise en série avec la capacité à mesurer par exemple. Cette disposition permet d'une part d'effectuer l'opération d'étalonnage avec un seul flacon de volume connu, les deux mesures nécessaires étant alors réalisées successivement sans et avec la capacité additionnelle, et d'autre part de contrôler et régler à tout moment, en cours d'épreuve, la sensibilité de la chaine de mesure. Cette capacité additionnelle communique avantageusement avec la capacité du flacon à mesurer par un canal radial débouchant sur le canal axial de l'embout. Une vanne d'isolement installée sur ce canal radial permet de mettre en communication ces deux capacités. Cette méthode de mesure peut s'étendre, sans sortir du cadre de la présente invention, à la mesure simultanée ou en continu de plusieurs flacons à la fois ; dans ce cas les cylindres relatifs à chaque flacon à tester sont avantageusement répartis à la périphérie d'un barillet dont le centre est occupé par le flacon étalon équipé de son cylindre. Le barillet peut être approvisionné d'une manière continue, les flacons étant ensuite évacués soit vers un poste de rebut, soit vers un poste de stockage selon leur degré de conformité aux normes. I1 est entendu que l'intervalle de temps entre deux approvisionnements successifs est supérieur à la durée de stabilisation des pressions dans les récipients. Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif conforme à la présente -invention. Tel qu'il est représenté, le dispositif présente une symétrie dans laquelle le vérin de manoeuvre I occupe une position centrale. I1 est constitué de deux cylindres 2a et 2b dont les volumes utiles 3a et 3b sont limités d'une part par un piston 4a et 4b et par la face supérieure 5a et 5b d'un embout Ga soudé ou vissé à l'extrémité du cylindre 2a. Dans la suite de la description on adoptera la notation suivante Les éléments symétriques du dispositif seront repérés par-un même chiffre affecté de l'indice a pour les éléments de gauche et de l'indice b pour les éléments de-droite. On se limitera par la suite à l'indication des repères des éléments de gauche. Chaque embout 6a est appliqué par l'intermédiaire d'un joint élastique 7a sur le col supérieur 8a du flacon testé 9a et du flacon étalon 9b. Les capacités 3a des cylindres communiquent respectivement avec les capacités lOa du flacon testé 9a et du flacon de référence 9b, par un canal axial Ila percé dans chaque embout 6a. Un canal avantageusement radial 12a percé dans chaque embout 6a communique à une extrémité avec le canal axial lla et débouche à l'autre extrémité, à l'ambiance, par l'intermédiaire d'un bossage 13a. Un capteur de pression absolue, pourra être monté dans le cas d'une mesure en absolu sur le bossage 13a de l'embout 6a installé sur le flacon à tester 9a. Dans le cas le plus général d'une mesure de volume par comparaison avec un volume de référence un capteur de pression différentiel 14 sera monté en série sur un conduit 15 monté entre les bossages 13a. Le déplacement des pistons 4a s'effectue entre une position haute réglée par l'action d'une vis micrométrique 16a agissant avantageusement, mais pas nécessairement, sur l'extrémité libre de la tige de commande 17a du piston 4a. Les vis micrométriques 16a seront avantageusement supportées par un portique 31 installé au dessus du dispositif de mesure. Le déplacement des pistons 4a est assuré par le vérin de manoeuvre 1 qui exerce avantageusement un effort simultané, sur les deux tiges 17a, par l'intermédiaire d'un bras 18 fixé rigidement ou articulé sur le piston 19 du vérin 1. La liaison entre ledit bras 18 et les tiges 17a est avantageusement élastique ; elle est constituée d'un système de deux ressorts 20a-21a disposés en série, de part et d'autre d'une pièce de raccordement 22a, solidaire de la tige 17a et maintenue par l'action desdits ressorts20a-21a entre les parois 23a d'un évidement 26a pratiqué à chaque extrémité --- dudit bras 18. Les ressorts conjugs20a-2la et 20b-21b sont fixés, par une de leurs extrémités, sur la pièce de raccordement 22a à l'autre extrémité sur les flasques opposés 23a de l'étrier 26a. Une capacité additionnelle 27 de volume connu pourra être mise avantageusement en série avec la capacité lOa du volume à mesurer. Elle pourra être avantageusement adaptée directement sur l'embout 6a par l'intermédiaire d'un raccord fileté 28. Cette capacité additionnelle 27 communique avec la capacité à tester lOa par un canal avantageusement radial 29 percé dans l'embout 6a et débouchant dans le canal axial pila. Une vanne d'isolement 30 sera placée sur le circuit de communication entre la capacité additionnelle et la capacité à tester lOa ; elle pourra être avantageusement intégrée dans le corps de l'embout 6a. REVENDICATIONS 10 Procédé de contrôle industriel du volume intérieur de récipients servant au conditionnement des liquides et en particulier des flacons de verre par comparaison avec un volume de référence caractérisé en ce qu'il consiste à injecter simultanément dans deux flacons, l'un servant de flacon étalon, deux volumes de gaz indépendants, la variation de volume étant mesurée par l'écart de pression entre les deux récipients après stabilisation des pressions. 20 Procédé selon la revendication I caractérisé en ce que les volumes de gaz sont sensiblement identiques. 30 Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comporte un équipement double constitué de deux cylindres disposés respectivement sur les cols des deux récipients par l'intermédiaire d'un embout adaptable fermant la cavité de chaque cylindre, les volumes intérieurs du flacon et du cylindre communiquant par un canal axial traversant ledit embout, le déplacement d'un piston dans chacun des cylindres étant commandé simultanément par un meme vérin ; la course de chacun des pistons s'effectuant entre une position haute et une position basse déterminées par des butées pour déterminer les volumes de gaz injectés ; des canaux radiaux débouchant dans les canaux axiaux de ces dits embouts sont reliés par un conduit sur lequel est placé en série un capteur de pression différentiel. 40 Dispositif de mesure selon la revendication 3 caractérisé par des systèmes élastiques entre le vérin et chaque piston pour appliquer ceux-ci indépendamment contre chacune de leurs butées. 50 Dispositif de mesure selon les revendications 3 et 4 caractérisé en ce-que la liaison entre le vérin et chaque piston est réalisée par des pièces -------- de raccordement solidaires de chaque tige de piston et maintenues élastiquement par lesdits systèmes élastiques entre les flasques opposés d'étriers portés à chaque extrémité d'un bras solidaire du piston de commande du vérin. 60 Dispositif de mesure selon l'une des revendications 4 à 5 caractérisé en ce que le système élastique est constitué de deux ressorts disposés en série de part et d'autre de la pièce de raccordement ; chaque ressort étant fixé, par ses deux extrémités, des parols sur les faces en regard de la pièce de raccordement et/de l'étrier. 7 Dispositif de mesure selon l'une des revendica tions 3 à 4 caractérisé en ce que l'on dispose d'une capacité additionnelle de volume connu, qui peut etre mise en série ou isolée de la capacité du flacon à mesurer par l'intermédiaire d'une vanne d'isolement disposée sur un conduit reliant, la capacité à mesurer à la capacité additionnelle de telle sorte que l'on puisse, au début des essais et à tout moment en cours d'essai régler et contrôler le gain de la chalne de mesure associée au capteur de pression différentiel. 80 Dispositif de mesure selon la revendication 5 caractérisé en ce que la vanne d'isolement est intégrée dans l'embout et disposée sur le canal radial débouchant sur le canal axial de communication entre la capacité du cylindre et du flacon à mesurer.