Brevet FR2470085A1 — publié le 19810529

La présente invention concerne un élément de remplis- sage pour une machine à contre-pression de remplissage de réci- pients, comportant un tube de remplissage ouvert à sa partie inférieure pour le liquide destiné à être introduit dans les récipients, une soupape à liquide disposée en amont de l'en- trée de ce tube de remplissage et comportant un corps obtu- rateur mobile axialement, et une chambre de sortie de la soupape de remplissage conduisant à l'entrée du tube de rem- plissage, un canal de liaison s'étendant de la surface d'ex- trémité du corps de l'élément de remplissage recouvrant l'orifice d'un récipient à remplir vers l'intérieur du tube de remplissage, en particulier au voisinage de son entrée, et une soupape de commande de l'ouverture et de la fermeture de ce canal de liaison, qui peut être actionnée en même temps que la soupape à liquide dans un sens tel que, lorsque cette soupape à liquide est ouverte, la soupape de commande à l'in- térieur du canal de liaison est fermée, et est ouverte lors-- que la soupape à liquide est fermée. La demande de brevet DE-OS 1 432 406 décrit un élément de remplissage de ce genre, en liaison avec des machines à contre-pression de remplissage, du type à cham- bres multiples. Cependant,cet élément de remplissage connu rend nécessaire une réalisation compliquée et coûteuse de la soupape de commande en vue de l'ouverture et de la fer- meture du canal de liaison réunissant l'intérieur du réci- pient mis en place et l'entrée du tube de remplissage. Une telle soupape de commande compliquée nécessite des disposi- tifs d'actionnement fonctionnant de façon plus ou moins pré- cise et conduit à de grosses dépenses pour l'entretien et le nettoyage. Le brevet DE-PS 1 185 497 décrit un organe de remplissage commandé par une soupape pour une installation d'embouteillage à contre-pression dans laquelle la soupape de commande est disposée sur le côté du corps de l'élément de remplissage, dans le canal de liaison réunissant l'intérieur d'un récipient à remplir et la zone d'entrée du tube de remplissage,et est actionné par sa propre came de commande. Cette disposition du canal de liaison et de sa soupape de commande est aussi compliquée et rend difficiles la commande, l'entretien et le nettoyage. En outre, cet élément de remplissage connu nécessite une soupape-supplé- mentaire de décharge et de marche à vide qui exige une phase particulière de commande. Enfin, il est prévudans les machines à trois cham- bres de remplissage et de capsulage du type ROLA-U mis sur le marché par la Demanderesse, de faire déboucher à la sur- face extrême, tournée vers le récipient à remplir, du corps de l'élément de remplissage, un alésage qui aboutit à son extrémité supérieure au voisinage de l'entrée du tube de remplissage. Lorsque le récipient est mis en place, l'orifice extérieur de cet alésage est recouvert par un élément d'étan- chéité au voisinage de la tulipe de centrage. Mais cela peut conduire facilement à l'inconvénient que l'orifice extérieur de l'alésage destiné à la vidange du tube de remplissage n'est obturé qu'incomplètement, ce qui se traduit par des pertes de gaz comprimé et, en même temps, par des effets pré- judiciables sur l'opération de remplissage. Par ailleurs, la vidange du tube de remplissage ne peut être réalisée avec cet appareil connu, lorsque le récipient est sous pression. La présente invention a par contre pour objet de perfectionner sensiblement un élément de remplissage pour une machine à contre-pression de remplissage de récipients du type susmentionné, afin qu'en présence du minimum possi- ble de dispositifs de distribution et d'actionnement, une commande fiable des soupapes soit réalisée pour le canal de liaison s'étendant entre l'intérieur d'un récipient,,maintenu par pression en vue de son remplissage,et l'entrée du tube de remplissage, de manière à faciliter l'entretien et le net- toyage de ces dispositifs de distribution et de commande. Selon les caractéristiques essentielles de l'invention, le canal de liaison débouche, à son extrémité tournée vers l'entrée du tube de remplissage, par un orifice rodé à la sur- face latérale, dans la chambre de sortie de la soupape de remplissage, et coopère avec un corps obturateur pour consti- tuer une soupape de commande, ledit corps étant guidé de façon à glisser axialement sur la surface latérale de la chambre de sortie de la soupape de remplissage et étant assujetti au corps de la soupape à liquide. On arrive de cette manière à ce que la soupape de commande ne nécessite pas de dispositif d'actionnement propre pour l'ouverture et la fermeture du canal de liaison. Par la coopération du corps obturateur et de l'orifice rodé, on réalise une obturation parfaitement efficace du canal de liaison dans la position de fermeture de la soupape de commande. Le corps de la sou- pape de commande peut avoir une forme simple et présente ainsi, en même temps que la réalisation de l'alésage rodé sur la surface latérale de la chambre de sortie de la sou- pape de remplissage, l'avantage que la soupape de commande et ses pièces ne tendent pas à-se salir et se laissent net- toyer très facilement,par un simple lavage, quand on fait passer la machine de remplissage d'une substance de remplis- sage à une autre. Le mode de fonctionnement de la soupape de commande du canal de liaison est particulièrement simiple et fiable. Un autre avantage essentiel obtenu par l'invention consiste en ce que, simultanément à la fermeture de la sou- pape à liquide, le canal de liaison entre l'intérieur du récipient rempli et la région d'entrée du tube de remplis- sage est immédiatement rouvert et que, de ce fait, les ni- veaux du liquide deviennent instantanément égaux dans le récipient et le tube de remplissage. Par cette égalisation des niveaux du liquide, non seulement une accélération appré- ciable de la totalité du cycle de travail est réalisée, mais aussi l'opération de décharge qui succède au remplissage proprement dit est sensiblement facilitée. La décharge ou la réduction de la pression effective du gaz dans le récipient rempli devient effective,dans le récipient rempli,par l'ou- verture instantanée du canal de liaison qui a aussi lieu en même temps dans la partie supérieure du récipient et à l'in- térieur du tube de remplissage. Dans une forme de réalisation préférée de l'inven- tion, la chambre de sortie de la soupape de remplissage pré- sente une surface latérale cylindrique, tandis que le corps obturateur de la soupape de commande est une bague cylindri- que qui est guidée de façon à glisser axialement à l'inté- rieur de cette surface latérale et est reliée au corps de la soupape à liquide par l'intermédiaire d'un support de corps obturateur laissant à peu près libre le passage axial dans le corps obturateur annulaire de la soupape de commande. De cette manière, lorsque la soupape à liquide est ouverte, le corps de la soupape de commande n'oppose aucune résistance appréciable à l'écoulement du liquide qui le traverse, de sorte qu'aucune gêne n'est apportée à l'opération de remplis- sage proprement dite. Le support du corps obturateur peut avoir, dans ce mode d'exécution de l'invention, à peu près la forme d'une plaque s'étendant axialement. De cette manière, le corps de la soupape de commande et le support du corps obturateur forment un élément de guidage et de stabilisation de l'écou- lement du liquide, disposé dans la chambre de sortie de la soupape de remplissage, tel qu'il a déjà été incorporé à des éléments de remplissage à soupape connus comportant en supplément un tube sous la forme d'une tige d'étranglement et d'une fente (voir demande de brevet DE-AS 1 180 642). Ce mo- de d'exécution permet d'obtenir encore,-en supplément, l'effet avan- tageux d'un dispositif de guidage de l'écoulement dans la chambre de sortie de la soupape de remplissages Les éléments de remplissage pour machines à contre- pression de remplissage de récipients doivent comporter dans leur corps un passage, réservé au gaz de mise sous pression et se composant le plus souvent d'un ou Dlusieufs canaux.Dans le cadre de l'inventionle canal de liaison peut être distinct de ce passa- ge. Cependant, il est possible de faire communiquer un passage ménagé dans le corps de l'élément de remplissage et réservé au gaz de mise sous pression ou d'échappement avec ledit canal de liaison en aval de la soupape montée dans ledit passage. Pour garantir à tout instant un accès sûr au canal de liaison à partir d'une surface extrême du corps de l'élé- ment de remplissage recouvrant un récipient mis en place en vue du remplissage, il est recommandé de faire déboucher le canal de liaison à une surface extrême du corps de l'élément de remplissage recouvrant l'ouverture d'un récipient mis-en place en vue de son remplissage dans une rainure annulaire entourant le tube de remplissage, qui est elle-même entourée d'un élément annulaire d'étanchéité et de mise en place pour le récipient. Cet élément d'étanchéité et de mise en place est en général une tulipe de centrage. Deux exemples nullement limitatifs de l'invention se- ront décrits plus en détail en regard du dessin annexé sur lequel: la figure 1 montre un élément de remplissage compor- tant des dispositifs conformes à l'invention, représenté schématiquement en coupe axiale en position douverture de la soupape à liquide et en position de fermeture de la sou- pape de commande; la figure 2 représente l'élément de remplissage de la figure 1 en position de fermeture de la soupape à liquide et en position d'ouverture de la soupape de commande; la figure 3 est une coupe partielle suivant la li- gne A-A de la figure 1; et la figure 4 est une représentation partielle cor- respondant à la figure 1, toutefois pour une forme de réalisa- tion modifiée de l'élément de remplissage. Le dessin annexé représente un élément de remplissage qui, avec son corps 11, est placée latéralement sur une chambre 12, par exemple une chambre annulaire de matière de remplissage et porte sur sa face supérieure un dispositif d'actionnement 13 associé à un levier 14 de manoeuvre de la soupape à liquide 15. Cette dernière comporte de manière clas- sique un corps obturateur 16 mobile axialement,qui est écarté de son siège 18 par un ressort 17. Une chambre 20 de sortie de la soupape de remplissage, servant de dispositif d'entrée du tube 19 de remplissage est formée audessous du siège 18, et a une surface latérale cylindrique 21. Un orifice rodé 22 est ménagé dans la partie supérieure de cette surface 21 et il en part un canal de liaison 23 qui aboutit à la surface extrême du corps 11 d'élément de remplissage recouvrant l'o- rifice d'un récipient 30 mis en place en vue de son remplis- sage et en fait dans une rainure annulaire 24 ménagée en cet endroit et entourant le tube de remplissage 19, ladite rai- nure étant elle-même entourée d'un siège 25 pour un élément de mise en place et d'étanchéité, par exemple une cloche ou tulipe 26 de centrage du récipient 30. A l'extrémité côté sortie du corps 16 de la sou- pape à liquide 15, le corps 28 de la soupape de commande destinée à l'ouverture et à la fermeture du canal de liai- son 23 est monté sur un support 27 en forme de plaque. La surface latérale extérieure de ce corps annulaire 28 épouse la surface latérale cylindrique 21 de la chambre 20 de sor- tie de la soupape de remplissage, de façon que ledit corps 28 soit guidé axialement, en glissant et en assurant l'étanchéité dans ladite chambre 20Comme cela est indiqué en 29, le sup- port 27 du corps de soupape peut être raccordé à des bombe- ments de la face inférieure du corps obturateur 16 afin d'éviter des turbulences dans l'écoulement du liquide tra- versant la soupape 15 et le corps obturateur 28. Le gaz nécessaire pour la mise sous pression est amené, dans l'exemple des figures 1 et 2, d'une conduite 31 d'alimentation par une soupape 32 communiquant avec un canal 33 ménagé dans le corps Il de l'élément de remplissage jus- qu'à la rainure annulaire 24, mais séparé par ailleurs du canal de liaison 23. Le canal 35 de liaison de la soupape 36 de décharge est également distinct de ce dernier. La conduite de gaz de retour (non représentée) nécessaire pour la sortie du gaz, qui débouche dans l'espace libre de la chambre 12 contenant la matière de remplissage, situé au- dessus du niveau de cette matière, ou par une buse dans une chambre de gaz de retour séparée ou bien par cette buse directement dans l'atmosphère extérieure, communique- avec un orifice déterminant la hauteur de remplissage qui est désignée par 34. La forme de réalisation de la figure 4 se distin- gue de celle des figures 1 à 3 simplement par le fait que le canal 33' destiné au gaz de mise sous pression communique, en aval de la soupape 32 avec le canal de liaison 23t, et la soupape de décharge 36 est reliée par le canal de liaison 35? au canal 331 en aval de la soupape 32, Le mode de fonctionnement de l'élément de remplis- sage des deux formes de réalisation est le suivant: La mise sous pression est réalisée, quand la sou- pape 15 à liquide est fermée et la soupape de commande 22,28 du canal de liaison 23,231 est ouverte, par le canal 31 d'alimentation en gaz qui, dans le cas d'une machine à contre-pression de remplissage de récipients à chambres multiples, peut être raccordé à une chambre à gaz séparée et, dans le cas d'une machine de remplissage à contre-pres- sion des récipients à chambre unique, à l'atmosphère gazeuse au-dessus du niveau de remplissage de la matière de remplis- sage dans la chambre 12, par la soupape 32 et le canal 33 ou 33', 23' de mise sous pression. Par ce moyen, le gaz de mise sous pression parvient directement par l'orifice du récipient ou par cet orifice et le tube de remplissage 19 dans le récipient 30 maintenu sous pression. Lorsque 1'équi- libre de la pression est atteint, le ressort 17 écarte du siège 18 le corps 16 qui entraîne le corps annulaire 28, lequel obture ainsi l'orifice rodé 22 ou 22' et ferme en même temps le canal de liaison 23 ou 23'. L'arrivée,qui com- mence alors, de la matière de remplissage par la soupape de commande 28 et le tube de remplissage 19 dans le récipient 30 mis en place provoque la sortie du gaz de retour par l'orifice 34 vers l'espace réservé au gaz de la chambre 12 de liquide ou, par une buse, dans une chambre séparée de gaz de retour ou directement dans l'atmosphère. Ce n'est que lors de l'arrivée de la matière de remplissage,montant dans le récipient 30,au niveau de l'ori- fice 34 que la soupape 15 à liquide est efficacement fermée au moyen du dispositif 13 d'actionnement0 Le corps 16 de la soupape 15 déplace alors en même temps le corps 28 de la soupape de commande dans la chambre 20 de sortie de la sou- pape de remplissage pour la mettre dans la position repré- sentée sur la figure 2, dans laquelle le canal de liaison 23 ou 23' est à nouveau ouvert. Il se produit ainsi un équili- brage de la pression entre l'espace intérieur du récipient 30 rempli et la chambre 20, ce qui a comme résultat que les ni- veaux des liquides s'égalisent dans le récipient 30 et à l'intérieur du tube de remplissage 19. La baisse de pression terminant l'opération derem- plissage et qui se produit au-dessus du niveau du liquide dans le récipient 30 peut alors intervenir soit par l'inter- médiaire du canal 35 et de la soupape de décharge 36, ou du canal de liaison 23', du canal de mise sous pression 33t, de l'alésage 35' et de la soupape de décharge 36, soit sim- plement du fait que,lors de l'admission de la matière rela- tivement tranquille destinée à remplir les récipients, le récipient 30 rempli est abaissé et provoque la réduction de pression par échappement de l'air au voisinage du dispo- sitif 26 de mise en place et d'étanchéité. La vidange com- plète du tube de remplissage 19 se produit automatiquement lors de l'abaissement du récipient rempli 30, du fait que de l'air peut pénétrer, en passant par le canal de liaison 23 ou 231, dans la chambre 20 de sortie de la soupape de remplis- sage et le tube de remplissage 19. Etant-donné que le canal 23 ou 23', en particulier son orifice rodé 22, le corps 28 et le support 27 du corps obturateur sont disposés tout près dans la chambre 20, ils peuvent être nettoyés par simple lavage en utilisant le passage réservé au liquide. Il va de soi que les mises en action des soupapes pour le gaz de mise sous pression, la matière de remplissage et la réduction de pression susmentionnées pour les éléments de remplissage décrits,peuvent être provoquées à chaque fois au cours dtun cycle de la machine de remplissage dans leordre indiqué: "mise sous pression, remplissage et réduction de la pression" et par des organes de manoeuvre qui sont habituel- lement des ergots, des cames ou des organes semblables montés sur le châssis de la machine sur la trajectoire des soupapesou associés aux soupapes elles-mêmes et commandés électriquement ou pneumatiquement. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre indicatif mais non limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes, sans sortir du son cadre. REVENDICATIONS 1. Elément de remplissage pour des machines à contre- pression de remplissage de récipients, comportant un tube de remplissage ouvert à sa partie inférieure pour le liquide destiné à être introduit dans les récipients, une soupape à liquide disposée en amont de l'entrée de ce tube de remplis- sage et comportant un corps obturateur mobile axialement et une chambre de sortie de la soupape de remplissage conduisant à l'entrée du tube de remplissage, un canal de liaison s'éten- dant de la surface extrême du corps de l'élément de remplis- sage recouvrant l'orifice d'un récipient à remplir vers l'inté- rieur du tube de remplissage, en particulier au voisinage de son entrée, et une soupape de commande de l'ouverture et de la fermeture de ce canal de liaison, qui peut être actionnée en même temps que la soupape à liquide dans un sens tel que, lorsque cette soupape à liquide est ouverte, la sou- pape de commande à l'intérieur du canal de-liaison est fermée, et est ouverte lorsque la soupape à liquide est fermée, élé- ment caractérisé en ce que le canal de liaison (23,23') dé- bouche,à son extrémité tournée vers l'entrée du tube (19) de remplissage, par un orifice rodé (22,22') à la surface laté- rale (21) dans la chambre (20) de sortie de la soupape de remplissage et coopère avec un corps obturateur (28) pour constituer une soupape de commande, ledit corps étant guidé de façon à glisser axialement sur la surface latérale (21) de la chambre (20) et étant assujetti au corps (16) de la soupa- pe (15) à liquide. 2. Elément de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre (20) a une surface latérale (21) cylindrique,et en ce que le corps (28) de soupape de com- mande est une bague cylindrique guidée et glissant à l'intérieur de cette surface latérale(21), en étant relié, par l'inter- médiaire d'un support (27) du corps obturateur laissant à peu près libre le passage axial par ce corps annulaire (28) de la soupape de commande, au corps (16) de la soupape (15) à liquide. 3o Elément de remplissage selon l'une des revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce que le support (27) a sensi- blement la forme d'une plaque s'étendant axialement. 4. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le canal de liaison (23) est séparé d'un canal (33) ménagé dans le corps (11) de l'élément de remplissage pour le gaz de mise sous pression. 5. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un canal (33) réservé au gaz de mise sous pression est relié en aval de la soupape (32) de mise sous pression qu'il contient, au canal de liaison (23') et en ce qu'il comporte un canal (35') de liaison à la soupape (36) de décharge. 6. Elément de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal de liaison (23,23') débouche à la surface extrême du corps (11) de l'élément de remplissage recouvrant l'orifice d'un récipient (30) mis en place en vue de son remplissage, à l'intérieur d'une rainure annulaire (24) entourant le tube (19) de remplissage, qui est entourée elle- même d'un élément annulaire (25) d'étanchéité pour un élément (26) de mise en place et d'étanchéité, par exemple une tulipe de centrage pour le récipient (30).