Brevet FR2474010A1 — publié le 19810724

La présente invention est relative aux souti- reuses équipant les installations de conditionnement de bouteilles ou de récipients analogues destinés notamment à contenir des liquides carbonatés. Ces soutireuses compren- nent généralement au moins un robinet alimenté par un réservoir de liquide, un dispositif d'entrée qui transporte les bouteilles en position verticale jusqu'au voisinage du robinet, un dispositif d'amenée des bouteilles en position de remplissage et un dispositif d'évacuation des bouteilles. Dans les soutireuses connues de ce type, les bouteilles sont amenées sous le robinet en position verti- cale. Il en résulte une aération excessive du liquide, qui a tendance à adhérer à toute la surface intérieure de la bouteille en formant une "cloche liquide" relativement instable, source de turbulences, d'oxydation et de moussa- ge. Ces phénomènes sont particulièrement gênants dans le cas de bouteilles de grande capacité (1 litre et plus) des- tinées à contenir des liquides carbonatés tels que des boissons gazeuses. L'invention a pour but de fournir une souti- reuse qui réduise de façon importante l'aération du liquide au cours du remplissage. A cet effet, elle a pour objet une soutireuse du type précité, caractérisée en ce que le dis- positif d'amenée comporte des moyens pour incliner momenta- nément chaque bouteille. De préférence, le dispositif d'entrée et le dispositif d'évacuation suivent une trajectoire décalée horizontalement par rapport au robinet. Ceci apporte un autre avantage important: dès la fin du remplissage, lors- que la bouteille est ramenée en position verticale, l'espa- ce situé au-dessus d'elle est libre. On peut donc prévoir immédiatement après le robinet un dispositif de bouchage définitif des bouteilles, notamment un dispositif de pose de bouchons vissés, ce qui réduit à un minimum les pertes de gaz. L'invention est en particulier applicable aux installations à mouvement continu des bouteilles, c'est-à- dire aux soutireuses dans lesquelles le robinet est porté par un support tangent aux dispositifs d'fentrée et d'éva- cuation et mobile en synchronisme avec ceux-ci. Dans ce cas, ledit dispositif d'amenée peut être constitué, de façon très simple, par un mécanisme articulé porté par le support mobile et commandé par une came fixe. D'autres caractéristiques et avantages de Io l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés, sur lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique en plan d'une installation de conditionnement de bouteilles compre- I5 nant une soutireuse suivant l'invention; la Fig. 2 est une vue prise en coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1; la Fig. 3 représente à plus grande échelle, en coupe longitudinale, un robinet de soutirage; la Fig. 4 est une vue en coupe verticale d'un détail de la soutireuse; la Fig. 5 montre en perspective un détail de l'objet de la Fig. 3; la Fig. 6 illustre schématiquement l'écoule- ment du liquide dans la bouteille; la Fig. 7 est une vue en perspective d'une variante-du mécanisme articulé des Fig. 4 et 5; la Fig. 8 illustre le fonctionnement de la variante de la Fig. 7; la Fig. 9 montre schématiquement une autre variante du mécanisme-articulé. La Fig. 1 montre la partie d'une installation de conditionnement de bouteilles en matière plastique de boisson gazeuse qui est relative au remplissage et au bou- chage des bouteilles. Cette partie de l'installation est constituée essentiellement d'une soutLreuse rotative à un disque à encoches ou "étoile" d'entrée 2 et à. un disque à encoches ou "étoile" de sortie 3. L'étoile 2 est alimentée par un convoyeur d'entrée 4 qui amène les bouteilles 5 vi- des, tandis que l'étoile 3 cède les bouteilles 5 pleines et bouchées à un convoyeur d'évacuation 6. Des guides cour- bes 7 assurent le transfert correct des bouteilles entre ces divers dispositifs. Une seule bouteille 5 a été représentée à la Io Fig. 1 pour plus de clarté, mais en réalité les bouteilles 5 se succèdent sans interruption sur le convoyeur 4 et occu- pent successivement tous-les alvéoles ou encoches semi- circulaires 8 des étoiles 2 et 3. A chaque alvéole 8 cor- respond un poste de soutirage 9 de la soutireuse 1, et les I5 mouvements s'effectuent en synchronisme dans le sens des flèches. Comme on le voit à la Fig. 2, la soutireuse 1 comprend un bâti fixe 10, 11 qui porte un bâti rotatif 12 à axe vertical X-X monté sur roulements 13, 14. L'entraîne- ment du bâti 12 s'effectue par une couronne dentée 15 qui en est solidaire. Celle-ci, contenue dans le bâti 10, 11, est attaquée par un pignon 16 relié à un moto-réducteur 17 et entraîne elle-même un pignon 18 solidaire de l'étoile de sortie 3 et un pignon analogue (non visible sur les des- sins) solidaire de l'étoile d'entrée 2. A sa partie supérieure, le bâti 12 porte une cuve ou nourrice 19 alimentée en liquide par une conduite fixe 20 d'axe X-X, grâce à un joint tournant 21, et munie d'organes appropriés (non représentés) de commande de débit et de régulation de niveau. En variante, la cuve 19 pour- rait être alimentée par le haut. Chaque poste de soutirage 9 comprend un robi- net 22 et un mécanisme porte-bouteilles articulé 23. Le robinet 22 (Fig. 3) comporte un corps tubu- laire vertical 24 dont l'extrémité supérieure est fixée autour d'un orifice 25 de la paroi inférieure de la cuve 19 et dont l'extrémité inférieure est-biaise. Une partie intermédiaire de l'alésage 26 du corps 24 forme un siège pour une-soupape coaxiale 27 commandée par une came (non représentée). Sur l'extrémité inférieure du corps 24 est fixée la base plane et circulaire 28 d'un corps de canule 29 qui présente une tubulure 30 perpendiculaire à sa base 28 et décalée vers le bas par rapport à l'axe de cette base. Par rapport à- la soutireuse 1, la tubulure 30 est orientée radialement et vers ltextérieur,et elle est inclinée vers le bas d'un angle i( important sur la verticale, par exemple de l'ordre de 45 . Son ouverture de sortie, biaise, est à peu près plane et horizontale. Le corps 29 coeporte un autre I5 conduit 31 de très petit diamètre situé au-dessus de la tubulure 30 et dont l'extrémité supérieure est reliée par une conduite (non représentée) munie d'un robinet d'arrêt à l'espace situé au-dessus du liquide dans la cuve 19. L'extrémité inférieure du conduit 31 reçoit une canule amovible 32 de longueur déterminée. Sur la tubulure 30 est enfilée une garniture annulaire d'étanchéité 33. Il est prévu dans le corps 29 un troisième conduit, non visible sur le dessin, de mise à l'atmosphère, ce troisième conduit étant pourvu lui aussi d'un robinet d'arrêt. Chaque mécanisme articulé 23 est constitué d'un levier à deux bras, en L, oscillant par son angle autour d'un axe horizontal 34 porté par le bâti mobile 12. Un bras de ce levier porte à son extrémité un galet 35 qui roule sur une came périphérique fixe 36 prévue sur le pivot de guidage du bâti 12. Cette came comporte une région 36a à petit rayon s'étendant entre les deux étoiles, une région 36b à grand rayon s'étendant sur presque trois- quarts de tour, une région à rayons croissants 36c et une région à rayons décroissants 36d. L'autre bras du levier porte d'une part une fourche 37 à peu près horizontale et d'autre part une paroi 38 à peu près verticale s'étendant vers le bas et légèrement concave, par exemple à section en V très évasé. Comme on le voit aux Fig. 4 et 5, la fourche 37 forme une rainure à côtés parallèles et à fond semi- circulaire; autour de celui-ci est creusé dans la face supérieure un évidement ou chanbrage circulaire 39. Chaque étoile 2, 3 comporte un plateau 40 porte-bouteilles muni d'un bord descendant 41.L'arbre de Io rotation de l'étoile de sortie 3 porte en outre, au-dessus de celle-ci, un dispositif de bouchage 42 représenté schématiquement et muni d'un organe de bouchage 43 au droit de chaque alvéole 8 de cette étoile. La soutireuse 1 est destinée à remplir les i5 bouteilles 5 d'un liquide carbonaté, par exemple une bois- son gazeuse, contenu dans la cuve 19 sous une pression appropriée. Ces bouteilles sont des bouteilles de grande capacité en matière plastique à fond hémisphérique; elles présentent près de leur goulot un bourrelet ou collerette 44 qui surmonte un col cylindrique 45 dont la hauteur est supérieure à l'épaisseur des fourches 37. Le fonctionnement est le suivant. Chaque bouteille 5 vide arrive suspendue ver- ticalement par son bourrelet 44 et est déposée par le convoyeur 4 sur le plateau 40 de l'étoile 2, dans un alvé- ole 8 de celle-ci. Après une rotation de près d'un demi- tour, la bouteille s'engage au fond de la fourche -corres- pondante 37,qui est alors horizontale. Ceci amène le bourrelet 44 audessus de la fourche 37 (position en traits mixtes de la Fig. 4), à l'aplomb de l'évidement 39, dont le diamètre est un peu supérieur. Puis la bouteille 5 se dépla- ce radialement vers l'extérieur par rapport au plateau 40 et descend de ce fait sur le bord 41 de ce dernier, ce qui l'amène à la position représentée en traits pleins à la Fig. 4,o elle est suspendue par son bourrelet 44. Le galet 35, gui roulait jusque là sur la région 36a de la came, aborde à ce moment la région 36C de celle-ci, ce qui fait basculer le levier 23 et amène coaxialement le goulot de la bouteille en appui étanche contre la garniture d'étanchéité 33 du robinet correspon- dant (Fig. 3). Ceci est favorisé par le diamètre relative- ment important du goulot des bouteilles en.matière plasti- que. Il se produit alors, grâce à un système de Io commande approprié (non représenté) des robinets d'arrêt, la séquence classique suivante: - de l'air à la pression de la cuve 19 est introduit dans la bouteille par le conduit 31; - lorsque l'isobarométrie bouteille-5 -cuve 19 I5 est réalisée,la soupape 27 s'ouvre,le liquide s'écoule,et l'excédent- d'air s'échappe -jar le conduit 31 pour passer dans la cuve; - lorsque le niveau de liquide atteint dans le conduit 31 le niveau libre de la cuve 19, l'écoulement s'arrête; - la soupape 27 se ferme sous l'action de sa came; - la bouteille est ramenée à la pression atmos- phérique par le conduit de mise à l'atmosphère. Cette séquence a lieu pendant le roulement du galet 35 sur la partie 36 de la came 36, avec le fût de la bouteille en appui sur la paroi 38 du mécanisme 23. Dès qu'elle est terminée, le galet aborde la rampe descendante 36d, ce qui ramène la fourche 37 en position horizontale et la bouteille 5 en position verticale.La bouteille pleine 5 monte sur le plateau 40 de l'étoile de sortie 3, ce qui dégage son bourrelet 44 de l'évidement 39, se loge dans un alvéole 8 de cette étoile et est entraînée par celle-ci. Au cours de son séjour dans l'étoile 3, la bouteille reçoit un bouchon approprié pour résister à la pression de gaz carbonique, par exemple un bouchon vissé, de l'organe de bouchage 43 qui la surplombe. La fourche 37 libérée se déplace vers l'étoile d'entrée 2 pour recevoir une nouvel- le bouteille vide 5. La soutireuse 1 présente de nombreux avanta- ges: Pendant le remplissage (Fig. 6), la tubulure se trouve sous la canule 32. Le liquide s'écoule libre- ment vers le bas, pour buter d'une faible hauteur sur la paroi interne inclinée de la bouteille et former une veine stable plus ou moins compacte qui ne s'étale que sur une petite partie de la périphérie de la bouteille. L'aération du liquide est donc minimale, et son moussage et son oxy- dation aussi; la trajectoire du liquide ne tend pas à interférer avec l'extrémité libre de la canule 32, qui ne risque donc pas de s'engorger. Pendant le remplissage également, c'est le bourrelet 44 qui subit tout l'effort d'application étanche du goulot sur la garniture d'étanchéité 33. Il n'y a donc aucun risque de déformation du fût de la bouteille. L'inclinaison des tubulures 30 et des bouteil- les 5 permet de donner au diamètre de la cuve 19 une valeur inférieure au diamètre du cercle de déplacement des bouteil- les non inclinées (Fig. 1), qui est le cercle primitif d'engrènement de la soutireuse 1 avec les étoiles 2 et 3. Ceci libère totalement l'espace situé au-dessus de ces étoiles et permet en particulier de disposer au-dessus de l'étoile 3 des organes de bouchage de grande hauteur adaptés pour effectuer un bouchage résistant à la pression, notam- ment pour poser des bouchons vissés. Il est ainsi possible de boucher chaque bouteille très peu de temps après la fin de son remplissage, avec une perte de gaz carbonique mini- male. Dans la variante des Fig. 7 et 8 représentée schématiquement, l'ensemble rigide porte-bouteilles du mécanisme articulé 23a, constitué par la fourche 37 et la paroi 38, est relié au bâti mobile 12 par deux biellettes 46 articulées autour d'axes horizontaux parallèles situés sur la face arrière de la paroi 38, près de chaque extré- mité, supérieure et inférieure, de celle-ci. L'autre ex- trémité de chaque biellette 46 est articulée par un axe 47 en un point fixe du bâti 12. Les deux biellettes por- tent chacune un galet actionné Par une calm(nOn représentés) pour conférer à la bouteille le mouvement complexe (combinaison de deux rotations dans le sens-horaire autour des deux IO axes 47) illustré schématiquement à la Fig. 8,o a été portée la courbe C d'allure-parabolique suivie par le cen- tre du goulot pour s'enfiler coaxialement sur la tubulure 30. Dans la variante de la Fig. 9, l'ensemble I5 porte-bouteilles 37-38 du mécanisme articulé 23b repose sur une seconde came 48 par l'intermédiaire d'un galet 49 et coulisse dans une glissière à peu près verticale 50. Celle-ci est articulée à sa base autour d'un axe horizon- talJ51 du bâti 12 et actionnée par sa partie supérieure au moyen d'un galet 52 qui coopère avec une came desmodro- mique 53. L'agencement est tel que lorsque la bouteille 5 est suspendue à la fourche 37, il se produit d'abord un basculement a-b, puis une montée b-c suivant l'axe de la tubulure 30. Bien entendu, d'autres mécanismes articulés peuvent être utilisés pour faire passer les bouteilles de la position verticale basse d'origine à la position haute inclinée de remplissage et inversement. - REVENDICATIONS - 1.- Soutireuse pour installation de condi- tionnement de bouteilles ou de récipients analogues desti- nés notamment à. contenir des liquides carbonatés, du type comprenant au moins un robinet alimenté par un réservoir de liquide, un dispositif d'entrée qui transporte des bouteilles en position verticale jusqu'au voisinage du robinet, un dispositif d'amenée des bouteilles en position de remplissage et un dispositif d'évacuation des bouteilles, caractérisée en ce que le dispositif d'amenée (23) comporte Io des moyens (35-36; 46; 52-53) pour incliner momentanément chaque bouteille (5). 2.- Soutireuse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'entrée (2) et le dispositif d'évacuation (3) suivent une trajectoire décalée I5 horizontalement par rapport au robinet (22). 3.- Soutireuse suivant l'une des revendica- tions 1 et 2, dans laquelle le robinet est porté par un support tangent aux dispositifs d'entrée et d'évacuation et mobile en synchronisme avec ceux-ci, caractérisée en ce que ledit dispositif d'amenée est un mécanisme articulé (23; 23a; 23b) porté par le support mobile (12) et commandé parun-ecame fixe (36; 53). 4.- Soutireuse suivant la revendication 3, a b caractérisée en ce que le mécanisme articulé (23; 23; 23) comprend une fourche (37) destinée à la suspension de la bouteille (5) par un bourrelet (44) de son goulot et soli- daire d'une paroi (38) de support latéral du fût de la bouteille. 5.Soutireuse suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la fourche (37) comporte un chambrage circulaire (39Y de positionnement dudit bourrelet (44),et en ce que les dispositifs d'entrée (2) et d'évacuation (3) comportent des moyens (40) de soulèvement des bouteilles (5) sur une hauteur au moins égale à la profondeur de cet évidement. 7.- Soutireuse suivant l'une des revendica- tions 4 et 5, caractérisée en ce que ladite fourche (37j et ladite paroi (38) sont reliées au support mobile (12) par deux biellettes (46) dont l'une est actionnée par ladi- te came fixe. 8.- Soutireuse suivant l'une des revendica- tions 4 et 5, caractérisée en ce que ladite fourche (37) IO et ladite paroi (38) sont montées dans une glissière incli- nable (50) actionnée par ladite came fixe (53) et s'ap- puient par un second galet (49) sur une came (48) de soulè- vement de la glissière en position inclinée de celle-ci. 9.- Soutireuse suivant l'une quelconque des I5 revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le robinet (22) est incliné et présente une tubulure d'écoulement (30) située sous un conduit d'air (31). 10.- Soutireuse suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif d'évacuation (3) comporte une boucheuse (42) à bouchons vissés qui lui est superposée et qui-est-adaptée pour boucher la bouteille (5) dès qu'elle se trouve sur le"dispositif d'évacuation. -Z -