Brevet FR2466433A1 — publié le 19810410

La présente invention concerne les dispositifs d'emplissage de bouteilles ou autres récipients à partir d'une cuve, convenant pour des liquides de toutes sortes et notamment pour des liquides alimentaires tels que le lait, le vin, l'huile, etc De façon nérale, un dispositif d'emplissage comprend un tube mobile axialement par rapport à la cuve et en communication avec elle, le liquide circulant de la cuve vers le tube, un tube de retour d'air fixé à la cuve et placé à l'intérieur du tube d'emplissage, ce tube de retour ayant une extrémité inférieure élargie qui forme retenue pour le tube d'emplissage, l'approche d'une bouteille écartant le tube d'emplissage de la dite extrémité élargie contre l'action d'un moyen de rappel par action du goulot sur une partie liée au dit tube. Dans un dispositif connu de ce type, le tube d'emplissage comporte un prolongement qui est guidé autour d'un conduit d'amenée du liquide fixé à la cuve par l'intermé- diaire de bagues de guidage, un Joint coulissant étant prévu pour assurer l'étanchéité entre le tube d'emplissage, ou son prolongement, et le conduit d'amenée, et le tube d'emplissage est rappelé en contact avec l'extrémité inférieure du tube de retour d'air par un ressort. Ce dispositif présente des inconvénients sur le plan mécanique. Les éléments de guidage doivent fonctionner sans graissage, pour éviter toute contamination du liquide, et au contact notamment de produits alimentaires souvent chargés en particules. Le Joint coulissant doit de mSnie fonctionner sans graissage et en présence des mOrnes produits. Ce Joint devant être précontraint pour fournir une étanchéité correcte, l'ouverture du dispositif - qui implique un déplacement axial du tube d'emplissage - exige un effort important ; en effet, le ressort de fermeture doit avoir une force suffisante pour vaincre les frottements quelles que soient les conditions de fonctionnement. Mai9 le fait que le ressort fournisse un effort important est gênant avec des récipients déformables tels que, par exemple, les bouteilles en matière plastique. Le dispositif connu ne donne pas non plus entière satisfaction sur le plan de l'hygiène microbiologique. Le joint coulissant présente obligatoirement des interstices dans lesqueRs le liquide s'introduit. Il se produit dans le liquide resté prisonnier une prolifération de mirroorganismes nuisible à la qualité du liquide enbouteillé. En outre, comme 1' étanchéité procurée par le J oint coulissant n'est Jamais parfaite, du liquide de fuite est retenu par les bagues de guidage et un démontage de ces pièces est absolument nécessaire pour les nettoyer. L'invention vise un dispositif du type décrit plus haut exempt des inconvénients signalés. Selon l'invention, le tube d'emplissage est fixé à la périphérie intérieure d'une membrane élastique dont la périphérie extérieure est liée à la cuve et qui fait office de moyen de rappel. La membrane aasure à elle seule la liaison du tube d'emplissage avec la cuve tout en permettant le mouvement axial du tube ; elle réalise également l'étanchéité et fournit la force de fermeture du dispositif. Le dispositif est donc très sensiblement simplifié et les problèmes de prolifération microbiologique sont résolus. De façon préférée, l'effort résistant fourni par la membrane est minimum à la fin de la course d'ouverture du tube. Un tel comportement de la membrane est avantageux en particulier pour 1' emplissage de bouteilles en matière plastique, car il est souhaitable dans ce cas que la membrane n'exerce qu'une force réduite sur la bouteille lors de l'emplissage pour éviter de la déformer. Cette caractéristique ne pourrait être obtenue avec un ressort dont la force augmente avec la déformation. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-après d'exemples de réalisation représentés sur les dessins. - la figure 1 est une coupe axiale d'un dispositif d'emplissage selon l'invention, dans un exemple de réalisation. - la figure 2 est un diagramme des efforts relatifs à la membrane du dispositif de la figure 1. - la figure 3 montre en perspective l'une des pièces de maintien du dispositif de la figure 1. On voit sur la figure 1 le fond d'une cuve 1 contenant le liquide dont on doit emplir une bouteille dont la partie supérieure est représentée en trait mixte. La surface du liquide est repéré en 2. Au fond de la cuve est fixç par des vie 10 un corpsmétal- lique 11 définissait un passage 12 pour le liquide. Unemembrane 13 en élastomère est fixée par sa partie périphérique extérieure sur la face inférieure du corps, la fixation' étant assurée par une bague de blocage 14 comportant une portion filetée 15 visu sur le corps 11. La membrane présente en outre une protubérance annulaire 16 qui pénètre dans un évidement annulaire de forme correspondante prévu dans le corps. La membrane a sa partie périphérique intérieure 18 fixée par vulcanisation sur l'extrémité d'un tube d'emplissage 19, le tube 19 ayant un diamètre tel qu'il puisse s'engager dans le goulot des bouteilles à emplir. L'extrémité opposée du tube d'emplissage est, dans la position de repos repré sentée sur la partie située à droite de l'axe du tube 19, en contact avec un Joint torique 20 porté par l'extrémité inférieure élargie ou embout 21 d'un tube de retour d'air 22 fixe et placé à l'intérieur du tube 19 coaxialement à celui-ci. Le tube de retour d'air 22, représenté en partie en élévation sur la figure 1, traverse le corps 11 muni à cet effet d'un alésage 23 et débouche dans la cuve au-dessus du niveau de liquide 2. Le tube 22 comporte une collerette 24 en butée contre le corps 11 et retenue par la partie centrale dune rondelle 25 dont la périphérie est bloquée entre la membrane 13 et le corps, le diamètre de la rondelle correspondant au diamètre intérieur de la protubérance 16. La rondelle 25 présente une ouverture dans la zone du passage 12 pour permettre l'écoulement du liquide. Pour assurer le guidage du tube d'emplissage 19, le tube de retour d'air 22 comporte des ailettes 28 réparties sur périphérie, la dimension diamAtrale globale définie par les ailettes étant légèrement inférieure au diamètre intérieur du tube 19. L'embout 21 du tube de retour d'air a sa partie inférieure 29 réalisée avec un profil courbe concave, qui fait office de déflecteur pour le liquide qui pénètre dans la bouteille0 Un joint annulaire 30 en caoutchouc est serré sur le tube 19 de façon à en être solidaire. Le joint 30 est vulcanisé sur une rondelle métallique 31 qui est en appui sur une entretoise fendue 32. L'entretoise 32 est en butée par son extrémité supérieure contre une rondelle 33 vissée sur une collerette 34 du tube d'emplissage 19 disposé à l'extrémité de son tronçon en contact avec la membrane 13. Lorsque le goulot de la bouteille à emplir, correctement centré, avance vers le haut en entourant le tube d'emplissap 19, il entre en contact avec le joint 30 et le soulève comme le montre la flèche. Le tube d'emplissage est également soulevé et s'écarte du Joint torique 20, ce qui permet au liquide présent dans le tube 19 de s'écouler à l'intérieur de la bouteille, Le centrage de la bouteille au cours de son mouvement ascendant est assuré par un anneau de centrage 35 vissé sur un support 36 qui coulisse librement sur une tige de guidage 37 dont l'axe est parallèle à l'axe du tube de retour d'air 22 et qui est fixée au corps 11. Une épingle montée dans une gorge 39 lxtient le support 36.- Le support 36 et la tige 37 comportent des évidements 36a, 37a complémentaires qui, lorsqu'ils sont en regard, a-tori- sent 11 engagement d'une clavette. Dans la position correspondante, la rondelle 33 repose sur une partie 38 du support 36 qui fait saillie vers l'intérieur. Cet agencement permet de bloquer le tube 19 en position haute en vue du lavage et de la stérilisation de l'appareil. Dans une réalisation particulière, le tube d'emplissage19 comporte un tube de retour d'air supplémentaire 50 parallèle au tube 22, et la cuve 1 est en légère dépression par rapport à l'atmosphère grâce à une source de vide. L'extrémité inférieure 51 du tube 50 est coudée et traverse le tube 19, et son extrémité supérieure débouche auPdessus du niveau du liquide. Ce deuxième tube peut éventuellement et avanta geusement, dans certains cas, remplacer le tube 22. Dans ce cas, le tube 22 se réduit à une simple tige. En fin d'empolissage, l'air emprisonné dans le goulot peut s'échapper par le trou 51 et le niveau du liquide dans la bouteille peut monter Jusqu'au trou 51.Le niveau obtenu dans la bouteille est ainsi fonction de la position en hauteur du trou 51 et non plus d'autres paramètres tels que les caractéristiques physiques du liquide. De plus, en fin d'emplissage, dès que le dispositif s'est refermé grâce à la descente de la bouteille et dès que son goulot a quitté le contact avec le Joint 30, on obtient un niveau précis en aspirant l'excédent de liquide par l'orifice de l'embout 21 placé à l'extrémité du tube de retour d'air 22. Il faut noter que la membrane 13 remplit à elle seule de nombreuses fonctions - elle retient le tube d'emplissage 19 en assurant une étanchéité parfaite - elle maintient le tube de retour d'air 22 par l'intermé- diaire de la rondelle 25 ; - elle exerce sur le tube d'emplissage 19 une force suffisante pour assurer un contact étanche entre le tube 19 et le Joint torique 20 ; la membrane est conçue pour travailler globalement en flexion-compression. La forme de la fibre neutre et sa position ont été déterminées pour obtenir une force variable en fonction de la course et pour que la surface supérieure de la membrane travaille constamment en traction de telle sorte quelle reste constamment lisse et en forme d'entonnoir, permettant la vidange complète de la cuve en fin de tirage La forme de la membrane est telle que, lors de sa déformation au cours de l'ouverture du dispositif, l'effort rd- sistant fourni par la membrane varie de façon non linéaire avec la course du tube d'emplissage 19. L'effort est maximal lorsque le dispositif est fermé et passe par un minimum lorsque le dispositif est ouvert au maximum, permettant l'emplissage de la bouteille.Cette particularité est très in téressante pour ltemplissage de bouteilles plastiques, car celles-ci supportent peu les efforts verticaux au cours de l'emplissage. Avec l'agencement de l'invention, comme la force verticale exercée sur la bouteille est faible, celleci peut se détendre et le niveau d'emplissage final sera plus haut et plus précis qu'avec les dispositifs classiques dans lesquels le tube d'emplissage esr rappelé élastiquement par un ressort. Cela est illustré sur la figure 2, qui montre la variation de l'effort fourni par la membrane (en kg) en fonction de la course de déformation (en mm). On note qu'avec la membrane choisie, l'effort maximal est de 7,5 kg pour une course de 6,5 mm et qu'il décroît rapidement pour une course plus importante. On a représenté en outre sur la figure 2 la plage d'utilisation minimale qui va de 6 à 10 mm de course, et la plage d'utilisation maximale qui va de 4 à il mm de course. Dans les deux cas, le maximum est suivi par une longue portion décroissante. REVENDiCATiONS 1.- Dispositif d'emplissage de bouteilles ou autres récipients à partir d'une cuve, comprenant un tube d'emplissage mobile axialement par rapport à la cuve et en communication avec elle, le liquide circulant de la cuve vers le tube, une tige axiale pouvant servir de tube de retour d'air, fixée à la cuve et placée à l'intérieur du tube d'emplissage, cette tige axiale ayant une extrémité inférieure élargie qui forme retenue pour le tube d'emplissage, l'approche d'une bouteille ou autre contenant écartant le tube d'emplissage dk la dite extrémité élargie contre l'action d'un moyen de rappel par action du goulot sur une partie liée au dit tube, caractérisé par le fait que le tube d'emplissage est fixé à la périphérie intérieure d'une membrane élastique dont la périphérie extérieure est liée à la cuve et qui fait office de moyen de rappel. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'effort résistant fourni par la membrane est minimum à la fin de la course d'ouverture du tube. 3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la tige axiale porte des ailetis pour le guidage du tube d'emplissage. 4.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, ca ractérisé par le fait que la périphérie extérieure de la membrane est bloquée entre un corps fixé à la cuve et muni d'un passage d'écoulement et une bague vissée au corps. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la tige axiale traverse le corps et comporte une collerette dont la face supérieure est en butée contre le corps, la face inférieure de cette collerette reposant sur la partie centrale d'une rondelle dont la partie périphérique est maintenue entre la membrane et le corps. 6.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il est prévu un tube de retour d'air parallèle à ladite tige axiale et dont l'extrémité inférieure est coudée et traverse le tube d'emplissage.