Brevet FR2462208A1 — publié le 19810213

L'invention concerne un ensemble commun d'aspiration et de nettoyage pour cuve en particulier pour cuve à produits alimen- taires par exemple cuve de fermentation de la bière. Dans diverses industries, on fait subir à certains produits liquides un procédé de traitement à l'intérieur d'une cuve. Il arrive fréquemment que, pour des raisons de commodité et de rapidité, on fasse subir au produit une phase du procédé à l'extérieur de la cuve et ceci en continu: adjonction, refroidis- sement... C'est le cas dans certaines brasseries o l'on fait cir- culer la bière en fin de fermentation à l'extérieur de la cuve par une boucle comprenant un échangeur afin de la refroidir bruta- lement et arrêter ainsi la phase de fermentation. Ce circuit ex- térieur nécessite un conduit d'aspiration qui plonge dans le li- quide en partie supérieure. Le liquide est réinjecté en partie basse ce qui permet d'opérer en priorité sur les couches et cou- rants les plus chauds. La cuve comporte parallèlement tout un réseau de bouches ou de boules de diffusion destinées après utilisation au nettoyage de la cuve par projection d'un détergent dilué. De plus, il convient de nettoyer la tuyauterie de cir- culation du produit. Ceci implique tout d'abord deux réseaux différents com- portant les tuyauteries d'amenée et de départ, des organes dis- tincts de diffusion et d'aspiration, de nombreux raccordements et piquages au droit de la cuve. Ceci implique également des vannes de sécurité et d'iso- lement des organes de contrôle, des liaisons multiples... c'est-à- dire un coût important de fabrication et d'installation. L'invention vise à se dispenser de ce double réseau à branches multiples en proposant un ensemble d'aspiration et de net- toyage commun pour cuve en particulier de grande capacité. Cet ensemble assure deux fonctions successivement, l'as- piration et le nettoyage. Il supprime de ce fait la couronne de nettoyage et ses multiples piquages au droit de la cuve. On supprime aussi toutes les boules de diffusion. On supprime par ailleurs le réseau de soutirage haut de la cuve pour le remplacer par une conduite commune d'aspiration et de nettoyage. 2 2462208 La section de passage au niveau de la tête de net- toyage est supérieure ou égale à la section de la conduite d'as- piration ceci pour éviter des variations de vitesse importantes provoquant le laminage du fluide et par conséquent la dégrada- tion du produit dans le cas des industries alimentaires. La tête d'aspiration avec son clapet forment un en- semble mécanique simple d'une grande fiabilité. Sont prévus aussi des orifices calibrés dans la tê- te d'aspiration et des encoches au niveau du siège du clapet, pour réaliser le nettoyage de la conduite de descente et celui de la tête d'aspiration. L'invention se rapporte à un ensemble commun d'as- piration et de nettoyage comprenant une conduite de descente com- mune terminée par une tête d'aspiration à clapet et à pièce termi- nale comportant un conduit coaxial destiné à porter à son extré- mité inférieure un ensemble de nettoyage par exemple du type ro- tatif à jets mobiles. L'invention sera bien comprise par la description qui suit effectuée à titre d'exemple d'un mode d'exécution de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique générale mon- trant l'implantation de l'ensemble d'aspiration et de nettoyage selon l'invention sur une cuve cylindroconique par exemple de fer- mentation de la bière. - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'extrémité de la conduite de descente et de sa tête d'aspiration pourvue d'un ensemble de diffusion à tourniquet. - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale de la couronne inférieure et de la partie attenante du conduit cen- tral selon la ligne III-III de la figure 4 - la figure 4 est une vue en plan de la couronne in- férieure. - la figure 5 est une vue-encoupe 'lonngitudinale paieI le de la partie supérieure-de la tête d'aspiration selon la ligne V-V de la figure 6. - la figure 6 est une vue en demicoupe montrant un exemple de conformation des sections de passage de la couronne supérieure. - la figure 7 est une vue en coupe de l'extrémité de la conduite de descente et de sa tête d'aspiration selon une va- 3 2462208 riante d'exécution, clapet monté sur ressort central de compres- sion représenté en position intermédiaire (demi partie gauche) et en position fermée (demi partie droite} L'ensemble commun d'aspiration et de nettoyage selon l'invention s'adapte parfaitement à toutes les cuves existantes. Il sera décrit plus particulièrement ci-après dans son utilisation sur cuve de fermentation de la bière, notamment sur cuve de grand volume type hors murs. Comme indiqué, cet ensemble commun permet de sim- plifier de façon intéressante le réseau de conduites de circula- tiondu liquide pour traitement à l'extérieur et la fabrication générale de la cuve. Il se compose d'une conduite de descente 1 en posi- tion centrale commune à l'aspiration du liquide et à la diffusion du détergent et le cas échéants laréinjection du produit si le débit et la pression sont inférieurs à ceux du détergent. Cette conduite se termine vers le bas par une tête d'aspiration fixe 2 prolongée par un ensemble de nettoyage 3 par exemple du type à corps rotatif 4 à tourniquet(s) 5 assurant la projection du détergent sur toutes les parois de la cuve. Les dimensions relatives de la tête d'aspiration et de l'ensemble de nettoyage sont telles que le plan de rotation du ou des tourniquets ne coupe pas les structures de la tête d'aspi- ration. Cette conduite commune sert au passage du détergent et du liquide aspiré. Elle est connectée à un réseau 6 à deux branches à travers une vanne d'isolement 7, une vanne auxiliaire 8 de mise à l'atmosphère et une vanne de distribution 9 à trois voies. Cette dernière vanne assure la mise en communication de la conduite de descente 1 avec le circuit commun 10 d'aspira- tion et d'amenée du liquide de nettoyage. Elle établit également une liaison de retour entre ledit circuit 10 et la centrale de nettoyage par la branche 11 pour son nettoyage. Le circuit du liquide comporte les postes de traite- ment: refroidissement centrifugation ou tout autre et se refer- me à la base de la cuve en provenance des ateliers de traitement 12 par une liaison 13. L'ensemble selon l'invention permet la simplification des circuits périphériques à la cuve et la réduction consécutive 4 2462208 du nombre de vannes. On examinera ci-après plus en détail la structure d'extrémité de la conduite de descente 1. Elle comporte,fixé à la tête d'aspiration, l'ensem- ble de nettoyage 3 de type connu par exemple à tourniquet(s) ou à boules(s). Celui-ci est monté dissociable de la tête d'aspira- tionfixe 2. Celle-ci se compose d'un corps 14 de forme générale cylindro-conique à chambre cylindrique 15. Il comporte dans son volume intérieur un élément monobloc coaxial 16 formant pièce terminale dissociable. Cette pièce est constituée d'un conduit central 17 qui fait saillie à l'extérieur par son extrémité inférieure 18. Ce conduit est so- lidaire presqu'à mi-longueur d'une couronne inférieure 19 présen- tant un filetage périphérique servant à sa fixation et à son mon- tage à la base du corps 14. La couronne est immobilisée en rotation par des élé- ments transversaux 20 présents à la base du corps 14 afin d'éviter le dévissage à l'intérieur de la cuve. La saillie 18 possède symétriquement des orifices calibrés tels que 21 dirigés vers la partie inférieure de la tê- te d'aspiration pour son nettoyage. Le conduit central 17 dépasse légèrement de la cham- bre cylindrique 15 vers la partie conique. Il est réalisé soli- daire de la couronne inférieure 19, guidé et centré par une couronne supérieure 22 montée solidaire des parois latérales de la chambre cylindrique. L'évidement central de la couronne repose sur l'épaulement 23 prévu dans l'extrémité supérieure du conduit central. Ladite couronne 22 présente des sections de passage par exemple circulaires 24 tels que représentés en figure 6 lé- gérement déportées de manière que la zone centrale 25 serve de butée à un élément mobile obturateur. La couronne 22 renplit les quatre fonctions suivantes - autoriser le passage du produit; - permettre le centrage et le positionnement de l'é- lément monobloc coaxial central - servir de butée haute à l'élément obturateur; - servir de support par sa solidarisation aux parois de la chambre cylindrique. 2462208 L'élément obturateur est un clapet annulaire 26 de forme générale torique, à chants verticaux entourant le conduit central 17. Celui-ci lui sert de guide dans ses mouvements ascen- dants et descendants. La partie inférieure 27 du clapet est bombée pour réaliser un bon contact avec les bords supérieurs des passages 28 de la couronne inférieure. La partie supérieure du clapet présente un bord plat horizontal annulaire 29 venant en contact de fin de course avec la zone centrale 25 et se poursuivant vers la périphérie par un plan incliné 30 de manière à ménager un passage suffisant en posi- tion haute entre la paroi de la chambre cylindrique et la couron- ne qui permet d'éviter la création de composantes de vitesse-pé- riphériques différentes qui altéreraient le produit. Comme indiqué, la couronne inférieure présente des passages 28 dont les bords supérieurs constituent le siège du clapet. La conformation de ces passages est représentée en figure 4. Ils affectent une forme oblongue et se succèdent en couronne sur toute la partie inférieure. Les liaisons de matière située entre les passages sont usinéesen retrait pour ne constituer aucune gêne à l'appli- cation du clapet sur les bords supérieurs des passages 28. Des rainures transversales telles que 31 sont prati- quées sur le siège du clapet afin d'autoriser le passage du pro- duit détergent pour le nettoyage des zones voisines et d'éviter la formation d'une zone dormante pendant le nettoyage dans la par- tie cylindrique du corps 14. Dans le même but, on prévoit des orifices calibrés tels que 32 dans la partie conique de la tête d'aspiration diri- gés vers la partie supérieure de la conduite de descente. Ceux-ci contribuent au nettoyage des dépôts sur la conduite au niveau de la surface du liquide par exemple couronne d'amers dans le cas d'une cuve de fermentation de bière. Comme déjà indiqué, afin de ne pas altérer le pro- duit par des vitesses locales trop élévées, la surface et le nom- bre de passages 24 et 28 sont prévus de façon que la section to- tale libre de chaque couronne soit supérieure ou égale à la sec- tion de la conduite d'aspiration. Dans certains procédés, il est important de pouvoir injecter le liquide par le haut. C'est en particulier le cas de l'opération de centrifugation effectuée à faible débit en fin de phase de fermentation de la bière. On équipera alors le clapet de moyens du type élas- tiques pour ne rendre sa fermeture progressive ou opérante qu'à partir d'un certain seuil de débit et de pression déterminé, par exemple en intercalant un ressort de compression 33 entre le cla- pet et son siège ou en position coaxiale. Dans la forme de réalisation représentée en figure 7, le clapet comporte un évidement annulaire 34 dans lequel vient se loger un ressort coaxial 35 emmanché sur le conduit coaxial 17. Ce ressort travaille en compression et de ce fait assure la fermeture progressive des sections de passage 28-néces--. saires lors d'une réintroduction de produit par la partie haute de la cuve à un débit et à une pression suffisammment plus faibles qu'au nettoyage fi 7 2462208 REVENDICATIONS 1. Ensemble d'aspiration et de nettoyage intérieur pour cuve caractérisé en ce qu'il comporte une conduite unique de des- cente pour le soutirage du liquide et la diffusion du détergent, conduite reliée à l'extérieur par un circuit unique avec branche de retour à travers un nombre restreint de vannes et comportant à son extrémité inférieure une tête d'aspiration à clapet et à conduit coaxial portant à sa base un ensemble de nettoyage par exemple du type rotatif à jets mobiles. 2. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que le clapet est annulaire. 3. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête d'aspiration de forme générale cylindroconique pos- sède à l'intérieur de son volume cylindrique un ensemble amovible à conduit coaxial solidaire d'une couronne inférieure située dans la base de la tête, ledit conduit faisant saillie vers le bas et étant centré à sa partie supérieure par une couronne solidaire de la paroi latérale. 4. Ensemble selon les revendications 1 et 3, caractéri- sé en ce que les couronnes présentent des passages sous forme de découpes uniformément réparties. 5. Ensemble selon la revendication 4 caractérisé en ce que les passages de la couronne inférieure sont de forme oblongue et les liaisons transversales de manière en retrait par rapport au plan supérieur. 6. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que la section totale des passages sur l'une et l'autre des couro- nnes est supérieure ou égale chaque fois à la section de la con- duite d'aspiration. 7. Ensemble selon les revendications 1 et 3, caractéri- sé en ce que le clapet entoure le conduit coaxial qui lui sert de guide dans ses mouvements verticaux entre les deux couronnes et en ce qu'il affecte une forme générale torique à chants verticaux et à base inférieure arrondie. 8. Ensemble selon l'une quelconques des revendications 1, 3 et 7 caractérisé en ce que la surface supérieure-du clapet présente un bord plat servant de butée contre la couronne supé- rieure et un plan incliné vers la périphérie. 9. Ensemble selon les revendications 4 et 7, caractérisé 2462208 en ce que les bords supérieurs des passages de la couronne infé- rieure servent de siège au clapet. 10. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on prévoit des orifices calibrés dans la tête d'aspira- tion, dans la partie faisant saillie du conduit coaxial et des orifices obliques dans la couronne inférieure. 11. Ensemble selon les revendications 1, 7 caractérisé, en ce que le clapet ou son siège est équipé de moyens élastiques rendant sa fermeture progressive ou opérante à partir d'un seuil de débit et de pression déterminé. 12. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1, 7 et 11 caractérisé en ce que le clapet annulaire est monté en rappel élastique vers une position ouverte par l'intermédiaire d'un ressort entourant le conduit coaxial et se logeant dans un évidement annulaire intérieur prévu dans le clapet autour du conduit coaxial sur une partie de sa longueur. Q