Brevet FR2488582A1 — publié le 19820219

La présente invention concerne généralement et a essentiellement pour objet un procédé d'emballage ou de conditionnement d'une substance telle qu'un fluide dans des récipients de fluide constitués par des sachets ou sacsen matière plastique thermosoudable ou scellable à chaud, sans exposer la substance à l'atmosphère. Plus particuliè- rement, l'invention se rapporte à un procédé perfectionné pour fixer par serrage un sac' en matière plastique préformé ou préalablement façonné ayant un trou de remplissage dans une surface, à une buse distributrice sensiblement elliptique d'une machine de remplissage et, après le remplissage du sac pour le fermer de façon étanche par scellement à chaud ou thermosoudage autour du trou de remplissage. L'invention vise aussi un nouvel appareil pour l'exécution de ce procédé et le produit industriel constitué par le saac rempli fermé ainsi obtenu ainsi que les diverses applications et utilisations résultant de sa mise en oeuvre et les systèmes, machines, équipements et installations pourvus de tels dispositifs. On peut faire varier la surface extrême plane de la buse distributrice entre une ellipse et un ovale mais elle sera toujours appelée ci-après buse distributrice elliptique. Le remplissage et la fermeture étanche par scelle- ment ou soudage de sacs en matière plastique sans exposer leur contenu à l'atmosphère deviennent importants si le sac doit contenir des matières telles que des matières pulvérulentes corrosives ou explosives ou des fluides qui peuvent polluer l'atmosphère ou être contaminés s'ils sont exposés à l'atmosphère. Il existe plusieurs méthodes par lesquelles des sacs en matière plastique scellable peuvent être remplis, la plus simple consistant probablement simplement à placer l'extrémité ouverte du sac. par-dessus un tuyau ou une tubulure de remplissage et à tordre le sac pour le sceller ou fermer de façon étanche. Un équipement de remplissage automatique ne peut cependant pas être facile- ment adapté à un tel procédé et il est plus désirable de munir un sac. d'un trou de remplissage qui puisse être facilement attaché à la buse dispensatrice d'une machine de remplissage. Certains sacs en matière plastique, conçus spécifi- quement pour l'emmagasinage et la dispensation d'un fluide tel que du vin, sont pourvus d'un agencement qui sert aux deux usages respectivement à la fois de remplissage du sac et de dispensation à partir du sac. Cet agencement peut être obturé par un capuchon ou une valve après remplissage et est ultérieurement utilisé pour dispenser le fluide contenu. Un sac en matière plastique, contenant un tel agencement dispensateur ou de remplissage, est décrit dans le brevet américain NO 3 223 117 délivré à Curie et autre Cependant, un tel système soumettra le contenu fluide du sac à l'atmosphère et, en outre pendant la période de temps entre l'enlèvement de l'agencement de la machine remplis- seuse et l'application du capuchon ou bouchon de fermeture étanche, il existe un risque considérable qu'une certaine quantité du contenu du sac soit répandue. Bien que cela puisse n'être pas important si le sac est rempli de vin et analogue, cela pourrait être très grave si le contenu était constitué par des liquides corrosifs ou inflammables. Le remplissage en fluide d'un sac en matière plastique à travers l'agencement dispensateur de Curie peut être modifié pour supprimer le risque d'épanchement et d'exposition atmosphérique en scellant à chaud ou en thermosoudant les deux côtés ou faces du sac en matière plastique ensemble autour du trou de remplissage comme cela est décrit dans le brevet américain expiré NI 2709541 délivré à W.C. Jones. La dispensation peut alors être accomplie par l'emploi d'un dispensateur de fluide perçant ou perforant le sac et en déversant ou déchargeant son contenu. Un tel procédé et un tel appareil de remplissage d'un sac en matière plastique avec un fluide ou avec des particules meubles protégeront le contenu du sac de l'atmosphère à tout moment jusqu'à ce qu'il soit ultérieu- rement dispensé à partir de celui-ci. Les inconvénients d'un tel système sont les suivants: la difficulté de retirer la faible quantité de matière emprisonnée dans l'agencement après l'opération de fermeture étanche; le coût d'achat et de fixation de l'agencement au sac en matière plastique; et l'encombrement produit en stockant de grandes quantités de sacs vides pourvus d'un agencement de remplissage attaché à ceux-ci. Ces inconvénients ont été surmontés par le procédé et l'appareil selon l'invention décrits et revendiqués ici. L'invention, brièvement décrite, comprend une buse de machine remplisseuse avec une face sensiUement elliptique et comportant un élément d'appui pneumatiquement mobile qui peut serrer, presser ou pincer un côté d'un sac en matière plastique contre la surface arrière de la buse elliptique. Le sac est muni d'un trou de remplissage qui peut être circulaire ou qui peut être une ellipse qui est semblable à la buse elliptique ou plus petit que celle-ci et, en faisant tourner le sac de façon que les axes des ellipses soient respectivement sensiblement perpendiculaires les uns aux autres, le sac s'ajuste ou s'adapte facilement par-dessus la buse. On laisse ensuite le sac tourner de nouveau de façon que les axes soient parallèles et l'élément d'appui est actionné pour maintenir ou fixer fermement, par serrage ou pincement, le sac avec la buse qui est maintenant à l'intérieur du sac et placée en vue du remplissage. Lorsqu'il a été correctement rempli, une bague annulaire chauffée est amenée pour serrer ou presser les deux surfaces du sac entre la bague annulaire chauffée et-l'élément d'appui mobile et le sac est thermosoudé ou scellé à chaud autour de son trou de remplissage. Une tige aspiratrice mobile, prévue dans la machine remplisseuse et coaxiale à sa buse, est ensuite actionnée dans le trou de remplissage de sac pour aspirer toute la matière qui peut rester dans celui-ci, puis l'élément d'appui mobile est desserré, libéré ou relâché de façon à permettre l'enlèvement des sacs remplis et clos de façon étanche de la buse de remplissage. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs illustrant divers modes de réalisation spécifiques actuellement préférés de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une première vue d'un sac en matière plastique typique comportant un trou de remplissage elliptique en un coin; - la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une partie du sac de la figure 1 et représente la position approximative du trou elliptique par rapport au coin du sac; - la figure 3 représente une vue en coupe trans- versale en élévation de la buse de remplissage selon l'invention; - la figure 4 est une vue de bout en élévation de la face de buse, prisesuivant la ligne de section 4-4 de la figure 3; - la figure 5 est une vue en élévation représentant une partie du sac de la figure 1 ajustée ou fixée à la face elliptique de la buse illustrée par les figures 3 et 4; la figure 6 est une vue en élévation de la partie du sac selon la figure 5 représentant le sac fixé de façon bloquée à la buse elliptique de la machine remplisseuse et après avoir été scellé à- chaud; et - la figure 7 est une vue en élévation d'un sac ayant un trou de remplissage circulaire adapté à une buse ovale. Cette invention concerne un procédé et un appareil de remplissage d'un-sac en matière plastique avec des fluides ou des matières incohérentes en particules lâches ou meubles sans exposer les matières à l'atmosphère et en utilisant un sac de matière plastique plat sans attacher des agencements de remplissage qui augmentent le coût total du sac, entraînent un stockage volumineux de sacs vides et emprisonnent en permanence de faibles quantités de matière après que le sac ait été clos de façon étanche ou scellé autour de l'agencement. La figure 1 est une illustration d'un sac typique employé pour l'emmagasinage clos étanche de fluides ou d'autres matières incohérentes ou lâches. Un tel sac est généralement formé de deux ou d'un plus grand nombre de couches ou nappes stratifiées de matière, la couche ou nappe interne étant une feuille mince ou un filmthermo- soudable et les autres nappes formant une bonne barrière étanche aux gaz et possédant la tenacité ou résistance mécanique nécessaire. Comme cela est montré sur la figure 1, le sac 10 peut être formé d'une seule feuille ou nappe de matière plastique stratifiée à couches multiples, qui est pliée le long de sa ligne d'axe central 12 et les deux parties pliées étant thermosoudées ensemble pour former un sac ou sachet fermé de façon étanche le long des trois côtés restants 13, 14 et 15. Si on le désire, le sac 10 peut être fabriqué à partir de deux feuilles rectangulaires séparées qui sont scellées ou jointes de façon étanche tout autour sur tous les côtés. Un coin ou angle du sac 10, qui est arbitrairement désigné comme étant le coin ou angle de sommet 16, est pourvu, avant l'assemblage du sac, d'un trou de remplissage 18 qui peut être sensiblement circulaire ou elleptique. S'il est elliptique, sa grandeur dépendra évidemment de la grandeur du sac 10, du type de matière destinée à le remplir et de la vitesse à laquelle le sac est à remplir. Si le sac a une capacité par exemple de cinq à dix litres et doit être rempli d'un fluide, le trou elliptique peut avoir une longueur suivant son grand axe d'approximativement quarante millimètres et une largeur suivant son petit axe d'approximativement trente milli- mètres. La figure 2 est une vue de côté en coupe transver- sale en élévation du sac selon la figure 1, représentant une partie du sac au voisinage du coin supérieur ou angle de sommet 16 et montre que le trou elliptique 18 est réalisé de façon à être raisonnablement près du bord scellé du sac et est découpé à travers une surface latérale seulement du sac. La figure 3 est une vue en coupe en élévation de la buse de remplissage employée en corrélation avec le sac selon les figures 1 et 2. La buse de remplissage selon la figure 3 comprend une plaque frontale 20 sensiblement elliptique qui, pour accepter le trou elliptique 18 dans le sac 10, peut avoir une longueur selon son grand axe d'approximativement cinquante millimètres et une largeur selon son petit axe d'approximativement trente-cinq milli- mètres comme cela est représenté au mieux sur la figure 4. La plaque frontale 20 est reliée à l'extrémité du corps ou boîtier de buse 22 en ayant son axe central placé sensiblement en dessous de l'axe central de remplissage de la buse comme cela sera expliqué subséquemment. Un organe mobile de serrage ou de pincement 24 est pourvu d'une matière de revêtement élastique 26 et est attaché à un élément formant piston annulaire 28 qui est sollicité ou repoussé par des ressorts 30 dans le sens l'éloignant de la plaque frontale 20. Le mouvement de l'organe 24 est produit par de la pression d'air comprimé pénétrant dans le cylindre annulaire 32 à travers l'orifice d'entrée 34 et, quand il est ainsi actionné, l'organe mobile 24 est pressé contre la surface arrière de la plaque frontale 20. L'organe 24 doit par conséquent avoir une forme annulaire avec un trou central sensiblement elliptique qui est plus petit que la plaque frontale elliptique contre laquelle il est pressé. Le fonctionnement de la buse de remplissage selon la figure 3 sera décrit en détail ultérieurement. La figure 5 illustre le procédé préféré par lequel le sac 10, comportant un trou de remplissage elliptique 18, est attaché à la buse de remplissage selon la figure 3. On fait tourner le sac 10 de façon que le coin supérieur 16 arbitrairement désigné soit maintenant situé sur un axe horizontal du sac. Le grand ou long axe du trou elliptique 18 est par conséquent également horizontal et peut être enfilé par-dessus la lèvre inférieure dela plaque frontale elliptique 20 comme cela est montré sur la figure 5. Le trou elliptique 18 peut ensuite être très facilement étiré ou tendu de façon que le trou entier 18, toujours horizontal, s'ajuste entièrement derrière la plaque fron- tale 20. Le sac est ensuite relâché et la gravité ramène le coin supérieur 16 à sa position initiale sur l'axe vertical du sac comme cela est montré sur la figure 6. Comme cela est représenté sur la figure 6, la plaque frontale elliptique 20 et le trou de sac elliptique 18 sont tous deux coaxiaux. Pour maintenir le trou de sac elliptique 18 coaxial, sa surface supérieure découpée doit reposer sur la surface supérieure du collet 36 qui raccorde la plaque frontale elliptique 20 au corps ou bottier de buse de remplissage 22 comme cela est montré au mieux sur la figure 3. Il apparaît ainsi que l'axe central de la buse de remplissage doit être situé au-dessus de l'axe de sa plaque frontale elliptique 20 pour constituer un support pour le sac en matière plastique ayant un trou elliptique 18 qui doit être sensiblement coaxial à la plaque frontale elliptique 20. Comme cela a été mentionné précédemment, le trou de remplissage, dans le sac 10, peut être sensiblement circulaire et, de même, la plaque frontale 20 de la buse peut être ovale. La figure 7 représente la fixation d'un sac 70, ayant un trou de remplissage circulaire 72,àune plaque frontale ovale 74 de buse. Dans cette forme d'exécution, le trou de remplissage 72 a un diamètre qui est plus petit d'approximativement 6 mm que la largeur selon le petit axe de la face de buse 74 et doit être déformé etétiréou tendu par-dessus la plaque frontale 20, de façon que l'élément de serrage mobile 24 selon la - figure 3 puisse correctement joindre de façon étanche le sac avec la surface arrière de la plaque frontale de buse. Un avantage d'une face de buse ovale 74, représentée sur la figure 7, est que la lèvre inférieure allongée permet une fixation rapide du sac 70 à la buse de remplissage et ne nécessite pas de rotation du sac. En revenant maintenant à la description de la figure 3, le corps ou bottier de buse 22 contient une chambre 38 dans laquelle la matière, à introduire dans le sac 10, est admise à travers l'orifice d'entrée 40. Une tige tubulaire formant valve 42 est horizontalement mobile dans la chambre 38 et, dans la position représentée sur la figure 3, obture de façon étanche l'extrémité 44 de la chambre 38. La tige formant valve 42 est horizontalement déplacée par un piston 46 par l'application d'une pression d'air comprimé à l'orifice d'ouverture 48 ou à l'orifice de fermeture 50. Ainsi, quand la pression est appliquée à l'orifice 48, la tige formant valve 42 est déplacée vers la droite sur la figure 3 et le fluide, pénétrant par l'orifice 40 dans la chambre 38, s'écoule depuis l'extrémité ouverte 44 de la chambre. Lorsque la pression est appliquée à travers l'orifice de fermeture 50, le piston 46 entra ne la tige formant valve 42 vers la gauche ou la position de fermeture. La tige tubulaire formant valve 42 contient une tige aspiratrice ou à dépression coaxiale 52 qui est mobile dans l'alésage de la tige formant valve 42 et indépendamment de celle-ci. La tige aspiratrice ou à dépression 52 comporte une extrémité pleine 54 qui est sensiblement coplanaire avec la face de la plaque frontale 20. L'extré- mité opposée de la tige aspiratrice 52 est reliée à un piston 56 qui est normalement sollicité ou repoussé par un ressort 58 dans une direction o la tige aspiratriQé 52 sera maintenue dans une position fermée, c'est-àdire en réalisant une liaison étanche à l'air entre l'alésage de la tige aspiratrice 52 et le contenu du sac en matière plastique 10 fixé à la plaque frontale elliptique 20. Après que le sac 10 ait été rempli avec la matière s'écoulant à travers la chambre 38 et après que la tige formant valve 42 ait obturé hermétiquement l'extrémité ouverte 44 de la chambre, un anneau chauffé 60 est pressé contre le sac 10 et la matière élastique 26 de l'élément de serrage 24 pour souder ensemble les cieux surfaces de paroidu sac autour de l'extérieur du trou elliptique 18. La partie scellée ou hermétiquement fermée du sac est représentés par l'anneau 62 comme cela est illustré au mieux par la figure 6. Après fermeture étanche du sac par scellement comme cela est représenté sur la figure 6, toute matière, qui peut subsister à l'intérieur du sac et à l'intérieur de la couronne scellée 62 du sac, est retirée par l'appli- cation de pression dans l'orifice 64 selon la figure 3 pour repousser ainsi le piston 56 et la tige suceuse ou à vide 52 vers la gauche, de façon que l'extrémité 54 de la tige aspiratrice pénètre dans le sac à l'intérieur de la couronne scellée 62 du sac. Une dépression est ensuite appliquée à l'alésage creux 66 de la tige aspiratrice 52 et à travers des trous radiaux derrière l'extrémité 54 de la tige afin de retirer ainsi toute matière qui peut avoir été emprisonnée à l'intérieur de la couronne scellée 62 du sac 10. Après que toute matière ait été retirée par l'intermédiaire de la tige aspiratrice 52, la pression est relâchée par l'orifice 34, de sorte que les ressorts de rappel 30 permettront à l'élément de serrage mobile 24 de libérer le sac 10. Le sac peut alors être "décroché" de la plaque frontale 20 de la buse de remplissage sans risquer d'exposer, à l'atmosphère, une partie quelconque de la matière dans le sac ou restant dans la buse de remplissage. R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Procédé de raccordement d'un sac en matière plastique à la buse de remplissage pour remplir ledit sac avec une matière fluide, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant: - à prévoir une buse de remplissage avec une face de buse sensiblement elliptique; - à prévoir un sac de matière plastique qui est complètement fermé de façon étanche à l'exception d'un trou de remplissage dans une face de celui-ci; et - à insérer ladite face de buse elliptique à travers ledit trou de remplissage dans ledit sac en matière plastique. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le trou de remplissage précité, dans le sac en matière plastique précité, est sensiblement elliptique et est semblable à la face elliptique de buse précitée mais plus petit que celle-ci, avec une longueur maximale selon le grand axe supérieure à la largeur selon le petit axe de ladite face de buse elliptique, et en ce que ledit procédé comporte les opérations consistant à faire tourner - ledit sac en matière plastique de façon que le grand axe dudit trou de remplissage soit sensiblement perpendiculaire au grand axe de ladite face elliptique de buse; à insérer ladite face de buse à travers ledit trou de remplissage et à faire tourner de nouveau ledit sac pour aligner sensiblement le grand axe dudit trou de remplissage avec le grand axe de ladite face de buse. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par l'opération supplémentaire consistant à fixer par serrage le sac précité, par la matière plastique adjacente au trou de remplissage précité, à la surface arrière de la face elliptique de buse précitée, par des moyens de serrage ou de pincement mobiles pouvant être amenés contre ladite surface arrière. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par l'opération supplémentaire de remplissage du sac de matière plastique précité à travers un orifice prévu dans la buse elliptique précitée. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le sac de matière plastique précité est thermosoudable ou scellable à chaud et comprend l'opération supplémentaire consistant à presser un élément soudant chauffé contre la surface extérieure dudit sac de matière plastique sur la face dudit sac qui est opposée au trou de remplissage précité pour souder ensemble les deux faces dudit sac autour de la zone à proximité immédiate dudit trou de remplissage. 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé par l'opération supplémentaire consistant à insérer une tige tubulaire aspiratrice à travers l'orifice dispensateur prévu dans la buse de remplissage précitée, à l'intérieur du trou de remplissage hermétiquement obturé du sac de matière plastique précité et à appliquer une succion à ladite tige aspiratrice pour retirer de la matière fluide résiduelle de la zone du trou de remplissage dudit sac. 7.- Dispositif formant buse de remplissage pour l'exécution du procédé selon au moins l'une des revendica- tions précédentes, pour faire écouler une matière fluide dans un sac de matière plastique qui est complètement fermé de façon étanche à l'exception d'un trou de remplissa- ge dans une face dudit sac, caractérisé en ce que ladite buse comprend un corps ou bottier comportant, dans celui-ci, une chambre à matière fluide ayant un orifice d'entrée et un orifice de sortie, ledit orifice d'entrée ayant une section transversale circulaire et traversant un collet tubulaire dudit corps ou boîtier; - une tige tubulaire mobile formant valve s'étendant à travers ladite chambre à fluide-et pénétrant dans ledit collet tubulaire, ladite tige formant valve ayant un diamètre extérieur sensiblement identique au diamètre intérieur dudit collet tubulaire pour interrompre l'écoulement provenant de ladite chambre lorsque ladite tige formant valve est amenée dans une première position; - une tige tubulaire aspiratrice dans ladite tige formant valve et coaxiale à celle-ci, ladite tige tubulaire étant normalement rétractée pour obturer de façon étanche l'alésage de ladite tige tubulaire et étant mobile à travers ladite tige formant valve, de sorte que l'extrémité de ladite tige tubulaire, adjacente audit collet tubulaire, s'étend au- dehors a travers ledit collet pour ouvrir l'alésage de ladite tige tubulaire; et - une plaque frontale sensiblement elliptique reliée à 1' extrémité dudit collet tubulaire et normale à l'axe longitudinal de celui- ci, l'ellipse de ladite plaque frontale étant semblable à l'ellipse du trou de remplissage elliptique dans ledit sac de matière plastique mais plus grande que cette dernière ellipse, la plus longue dimension de l'ellipse du trou de remplissage du sac étant plus grande que la plus courte dimension de ladite ellipse de plaque frontale. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un élément de serrage mobile entourant l'extérieur du collet tubulaire précité, ledit élément ayant une face de serrage elliptique mobile de façon à pouvoir être amenéecontre la surface arrière de la plaque frontale elliptique précitée pour serrer ou pincer la matière plastique, adjacente au trou de remplissage elliptique dudit sac de matière plastique, entre ledit élément de serrage et ladite face elliptique. 9.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que-l'élément de serrage précité, la tige formant valve précitée et la tige aspiratrice précitée sont individuellement mobiles dans une direction parallèle à l'axe du collet tubulaire précité par des pistons associés actionnables pneumatiquement. 10.- Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un élément de soudage ou de scellement à chaud, espacé de la face de la buse de remplissage précitée et mobile de façon à pouvoir être amené contre la face de l'élément de serrage précité pour souder ensemble les faces d'un sac de matière plastique autour du trou de remplissage elliptique dudit sac. 11.- Produit industriel constitué par un sac de matière plastique rempli de matière fluide et fermé de façon étanche, caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé selon au moins l'une des revendications 1 à 6.