Brevet FR2511971A1 — publié le 19830304

Tubulure de sortie pour dispositifs de remplissage de liquides. La présente invention se rapporte à une tubulure de sortie pour dispositifs de remplissage de liquides, comportant une plaque d'écoulement qui est munie d'un grand nombre de perçages étroitement serrés les uns contre les autres pour déverser le liquide dans un récipient ou analogue placé en- dessous de la tubulure de sortie. Les tubulures de sortie des dispositifs de remplissage du type considéré ici sont généralement commandées en cadence de façon que le produit à conditionner, par exemple du lait ou du jus de fruit, puisse être déversé parintermittence dans les récipients défilant les uns après les autres et à un rythme donné en-dessous de la tubulure de sortie Pour obtenir un rythme de travail maximum, c'est-à-dire de courtes cadences, il faut que le jet de liquide s'échappant de la tubulure de sortie soit le plus grand possible par rapport à la section transversale du récipient, ce qui, à sontour, exige un jet de sortie de forme précise et surface extérieure lisse Le fonctionnement intermittent oblige par ailleurs à prendre des mesures pour empêcher que des gouttelettes de liquide ne continuent de s'écouler entre les processus de remplissage, en provoquant un encrassement de l'installation et en rendant la fermeture des récipients plus difficile du fait de l'humidi- fication causée par le produit dans la zone de fermeture Il est connu à cet effet d'installer dans la tubulure de sortie des disques de criblage ou de filtrage ou encore des plaques d'é- coulement munies de perçages étroitement serrés les uns contre les autres C'est ce dernier type de tubulure de sortie qui fait l'objet de l'invention Il présente en effet l'avantage d'une plus grande généralisation que les disques de criblage et de filtrage qui sont inutilisables avec des liquides con- tenant de la pulpe Les tubulures de sortie connues de ce genre ne sont toutefois pas dépourvues de défauts Ainsi, les diffé- rents perçages de la plaque d'écoulement engendrent de nombreux jets individuels dont la surface totale est relativement grande, ce qui provoque une importante formation de mousse Cette formation de mousse à la surface du produit déversé dans le récipient est toutefois à éviter, étant donné que cette mousse peut aussi mouiller les zones du récipient, qui doivent être chauffées en vue de la fermeture ultérieure par soudage à chaud ou analogue La grande surface due à la multitude de jets indi- viduels contribue également à introduire dans le liquide de très fines bulles d'air dont la présence ne se manifeste tout d'abord pas directement par la formation de mousse, mais fait remonter le niveau de remplissage et complique par conséquent la fermeture des récipients. Il est déjà connu de disposer les perçages de la plaque d'écoulement obliquement sous un angle aigu par rapport à l'axe de la tubulure de sortie ou encore de placer le récipient à remplir en position oblique endessous de la tubulure de sortie de façon que les jets de liquide s'échappant des perçages arrivent obliquement sur la paroi interne des récipients et que le liquide s'écoule sous la forme d'un film le long de cette paroi (voir par exemple demande de brevet européen 00 13 132). Par ces dispositions, on arrive certes à obtenir une certaine amélioration en ce qui concerne la formation de mousse et l'introduction d'air dans le liquide, mais cette amélioration est loin d'être satisfaisante Il subsiste par ailleurs l'in- convénient causé par le liquide résiduel continuant à s'écouler enfines gouttelettes entr-e les différents processus de remplis- sage. La présente invention a par conséquent pour objet de réaliser une tubulure de sortie du type précité qui délivre un jet de remplissage compact et parfaitement délimité, empêche l'introduction d'air pouvant provoquer la formation de mousse et l'élévation indésirable du niveau de remplissage, et évite, en outre, tout écoulement de gouttelettes entre les processus de remplissage successifs. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que les perçages sur la face inférieure de la plaque d'écou- lement débouchent dans un ou plusieurs panneaux et que sur le bord de chaque panneau sont formées des lèvres dépassant de la face inférieure de la plaque d'écoulement et faisant saillie dans les sections transversales des jets sortant des embouchures des perçages les plus proches du bord de chaque panneau. Les lèvres, qui, selon la forme du panneau ou des pan- neaux, peuvent être constituées par une seule-lèvre continue entourant le panneau, pénètrent dans les sections transversales des jets sortant des embouchures des perçages marginaux et les dévient vers le centre de chaque panneau On obtient ainsi une réunion des différents jets en un jet de remplissage unitaire dont la section transversale correspond à la forme de chaque panneau Grâce à cette mesure, on peut prévoir un assez grand nombre de perçages de petit diamètre sans avoir à supporter l'inconvénient de la formation de mousse ou de l'introduction d'air Il est particulièrement avantageux que le rapport entre la section transversale totale des perçages de chaque panneau et la section transversale formée entre les bords des lèvres et déterminant la section transversale du jet de remplissage soit d'environ 1:1,5 En pareil cas, les différents jets de liquide sortant des embouchures des perçages se réunissent sans difficulté pour former le jet de remplissage compact, mais en même temps les espaces existant entre les embouchures des perçages sont envahis par le liquide, si bien que, par suite de l'élargissement en résultant de la section transversale, on obtient une réduction de la vitesse d'écoulement Il est en outre préférable selon l'invention, que la longueur et le diamètre des perçages se situent dans un rapport d'au moins 3:1. Par ailleurs, à la fin du processus de remplissage, c'est-à-dire lorsque la pression de refoulement diminue, les perçages relativement petits retiennent la colonne de liquide restant dans ces perçages et au-dessus, et empêchent ainsi efficacement tout écoulement résiduel goutte-à-goutte du liquide. Après sa sortie des perçages, le liquide se trouvant entre la face inférieure de la plaque d'écoulement et les lèvres en saillie est retenu par l'espace intermédiaire Cet effet est encore accru si,selon une autre particularité avantageuse de l'invention, les lèvres sont disposées de façon à converger vers les jets des perçages dans la section transversale desquels elles pénètrent, c'est-à-dire si elles sont dirigées obliquement vers le milieu du jet de remplissage se formant. Cette disposition oblique des lèvres est avantageusement choisie de façon que l'espace compris entre la face inférieure de la plaque d'écoulement et les lèvres, espace qui retient le liquide résiduel et empêche son écoulement ultérieur goutte à goutte, soit accessible à un nettoyage par circulation. Dans le cas d'une disposition des perçages en plusieurs panneaux formant un nombre correspondant de jets de remplissage compacts, chaque panneau est entouré par une lèvre Lors du remplissage de récipients rectangulaires ou carrés pour lesquels les perçages sont disposés en panneaux rectangulaires allongés, les lèvres correspondantes forment sur la face inférieure de la plaque d'écoulement d'étroites fentes de dimension appropriée. Dans un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, il est prévu que dans-chaque panneau la face inférieure de la plaque d'écoulement fasse localement saillie vers le bas et que la saillie aille en se rétrécissant en une pointe ou arête située au milieu entre des lèvres opposées du panneau Cette saillie, qui descend de préférence moins bas que les lèvres elles-mêmes, favorise la réunion des différents jets en un jet de remplissage compact, cette réunion s'effec- tuant dès leur sortie des embouchures des perçages. La configuration qui vient d'être décrite de la plaque d'écoulement peut être combinée de façon particulièrement avantageuse avec une disposition oblique des perçages dans ladite plaque d'écoulement En pareil cas, les perçages sont disposés inclinés sous un angle aigu par rapport à l'axe longitudinal de la tubulure de sortie de façon que le jet de remplissage compact résultant de la réunion des différents jets individuels ou que les différents jets de remplissage provenant des divers panneaux, atteignent obliquement la paroi interne du récipient Lorsque les perçages sont disposés obliquement dans différents panneaux, il est avantageux que ces panneaux soient d'une certaine manière adaptés au contour de la section transversale du récipient à remplir Ainsi, par exemple, pour le remplissage de récipients de section trans- versale rectangulaire ou carrée, les perçages peuvent être disposés en plusieurs panneaux rectangulaires étroits qui sont placés parallèlement aux côtés de la section transversale ou tout au moins à deux côtés de la section transversale du récipient, les perçages dans les panneaux respectivement op- posés par paire étant disposés divergents dans le sens de l'écoulement. La retenue de la colonne de liquide dans les perçages et au-dessus de la plaque d'écoulement peut être encore amé- liorée selon une autre particularité de l'invention, en dimi- nuant légèrement le diamètre des perçages immédiatement en amont de leur embouchure de sortie dans le sens de l'écoulement En cas de perçages placés sous une obliquité relativement forte par rapport à l'axe longitudinal de la tubulure de sortie, on peut même ainsi empêcher les retombées de gouttelettes entre les différents processus de remplissage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip- tion de modes de réalisation pris comme exemples, mais non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 représente l'extrémité inférieure d'une tubulure de sortie en coupe longitudinale suivant I-I de la figure 2; la figure 2 représente une coupe longitudinale cor- respondante, mais tournée de 90 ; la figure 3 est une vue en plan de la plaque d'écou- lement utilisée dans la tubulure de sortie selon les figures 1 et 2; la figure 4 est une vue de dessous de la plaque d'écou- lement selon la figure 3; la figure 5 représente à plus grande échelle une coupe suivant V-V de la figure 4; la figure 6 est une coupe, analogue à celle de la figure , d'un mode de réalisation en variante; la figure 7 est une coupe suivant VII-VII de la figure 6, coupe dans laquelle tous les perçages de sortie ne sont pas représentés par souci de simplification. La tubulure de sortie désignée globalement par 1 se compose pour l'essentiel d'une partie tubulaire 2 qui est disposée de façon non représentée en détail dans un dispositif de remplissage, par exemple de lait, et est raccordée à des conduites d'amenée correspondantes A cette tubulure de sortie est en outre associée de façon connue un dispositif de dosage non représenté qui mesure à chaque fois une quantité prédé- terminée de liquide et la déverse par la tubulure de sortie dans un récipient 3 placé en-dessous. A l'extrémité inférieure de la partie tubulaire 2 est installée une plaque d'écoulement 4 qui est vissée à cette partie tubulaire 2 par une bague filetée 5 et dont l'étanchéité au niveau de sa périphérie est assurée par des joints annulaires 6 Au-dessus de la plaque d'écoulement 4 se trouve un clapet 7 simplement schématisé qui peut être soulevé et abaissé sur commande du dispositif de dosage non représenté et porte une garniture d'étanchéité 8 au niveau de sa face inférieure Entre les processus de remplissage, le clapet 7 vient s'appliquer par sa garniture d'étanchéité 8 sur la face supérieure de la plaque d'écoulement 4 et ferme ainsi l'extrémité de la tubulure de sortie 1. La plaque d'écoulement 4 qui pour un diamètre de 120 mm peut avoir par exemple une épaisseur d'environ 15 mm comporte des perçages 9 qui sont réunis par groupes en deux panneaux 10 mutuellement parallèles (voir figure 3) Les deux panneaux 10 sont situés symétriquement par rapport à un plan diamétral de la plaque d'écoulement 4, plan qui contient l'axe longitudinal 3 ' du récipient et est disposé parallèlement aux deux grands côtés de la section transversale rectangulaire du récipient. Les panneaux 10 ont la forme d'un étroit rectangle éventuel- lement arrondi à ses extrémités dans lequel les perçages 9 sont disposés en rangées parallèles;la longueur des panneaux 10 correspond approximativement à la longueur de la section trans- versale rectangulaire du récipient 3 (voir figure 1). Comme on peut le voir sur les figures 2 et 5, les perçages 9 sont inclinés par rapport à l'axe longitudinal de la tubulure de sortie 1 sous un angle aigu (qui est calculé de façon que, compte tenu de la pression de refoulement interve- nant lors du processus de dosage, les jets de liquide s'échap- pant des perçages 9 atteignent les grands côtés du récipient 3 et que le liquide s'écoule sousla forme d'un film ou d'un voile 11 sur la face interne des parois du récipient Les perçages 9 de l'un des panneaux 10 divergent par rapport aux perçages de l'autre panneau (figure 2) de manière à former deux jets qui viennent s'appliquer sur les parois latérales opposées du récipient 3 Les différents perçages 9 à l'intérieur de chaque panneau 10 sont avantageusement parallèles entre eux. Les perçages 9 débouchent sur la face inférieure de la plaque d'écoulement 4 conformément à la disposition qu'ils présentent dans les panneaux 10 Les panneaux 10 ' qu'ils y forment (figure 4) sont respectivement entourés (voir figure ) par une lèvre 12 faisant saillie par en-dessous et venue d'une seule pièce avec la plaque d'écoulement 4, cette lèvre allant en se rétrécissant vers le bas et convergeant par rapport au sens de l'écoulement formé par les axes longitudinaux des perçages 9 Comme on peut le voir sur la figure 5, la lèvre 12 déborde dans la section transversale des jets des perçages 9 les plus proches du bord des panneaux 10 ' Il en résulte que les jets de liquide sortant de ces perçages 9 sont déviés vers le centre de chaque panneau et provoquent ainsi une confluence ayant pour effet de réunir les différents jets en un jet de remplissage commun. Comme illustré sur la figure 5, les perçages 9 juste en amont de leur embouchure sur la face inférieure de la plaque d'écoulement 4 ont un plus petit diamètre et forment ainsi en cet endroit un épaulement 13 Cela favorise encore la faculté qu'ont les perçages 9 à la fin du processus de remplissage de retenir le liquide résiduel qu'ils contiennent et d'empêcher les dernières gouttes de tomber après le remplissage Par suite de la faible distance de la lèvre 12 par rapport à la face inférieure de la plaque d'écoulement 4, le liquide résiduel est également'retenu de façon sure dans l'angle visible sur la figure 5. La formation des épaulements 13 juste en amont de l'embouchure des perçages 9 en liaison avec la disposition de la lèvre 12 engendre des jets de remplissage rectangulaire dont le contour correspond à celui des panneaux 10 ' En choisissant la dimension des perçages, on peut déverser dans les récipients 3 aussi bien des liquides clairs de faibles tensions superficiel- les que des liquides contenant de la pulpe sans qu'il soit nécessaire de changer la plaque d'écoulement 4 Tl va de soi que la surface totale des perçages est choisie de façon que la pression de refoulement engendrée audessus de la plaque d'écoulement 4 par le dispositif de dosage non représenté suf- fise pour garantir un écoulement à travers tous les perçages 9. Les caractéristiques mentionnées assurent également un décol- lement propre des jets de remplissage et une retenue du liquide résiduel après achèvement du dosage. Dans le mode de réalisation selon les figures 6, 7, la face inférieure de la plaque d'écoulement 4 dans la zone du pan- neau 10 ' entourée par la lèvre 12 est étirée vers le bas à partir des bords du panneau 10 ' de façon à former localement une saillie- en toit 14 ayant la forme d'une pyramide La pointe 15 formée par la saillie 14 est située approximativement au centre entre les sections opposées de la lèvre 12; les diagonales de la surface de base de la pyramide sont parallèles aux côtés du panneau 10 '. Sur la figure 6, on peut voir par ailleurs, que seuls les perçages 9 de la rangée médiane sont rétrécis en amont de leur embouchure pour former un épaulement 13, tandis que les deux rangées voisines comportent des perçages uniformément lisses. Par la combinaison des lèvres précédemment décrites façonnées sur la face inférieure de la plaque d'écoulement 4 avec la disposition oblique des perçages 9, il est possible, sans modification structurelle essentielle, non seulement de réduire fortement la formation de mousse et l'introduction d'air dans le liquide, mais aussi d'éviter l'écoulement de gouttelet- tes entre les différents processus de remplissage. Il va de soi que la forme donnée aux panneaux 10, 10 ' dans le présent exemple de réalisation n'est pas obligatoire. Dans le cas de récipients de section transversale carrée par exemple, il est en effet envisageable de réussir les perçages en quatre panneaux disposés conformément à la forme du contour des récipients de façon que les quatre parois internes de chaque récipient soient arrosées par les jets Dans le cas de récipients de section transversale ronde, on peut envisager une courbure correspondante des panneaux. Dansl'exemple de réalisation (voir figures 3,4), les perçages 9 sont disposés en rangées parallèles et les perçages de chaque rangée sont placés en quinconce, c'est-à-dire décalés, par rapport aux perçages de 1 ' autre rangée On peut ainsi loger de nombreux perçages sur un espace limité L'effet visé par l'invention est toutefois également obtenu en disposant les perçages en rangées qui sont parallèles les unes aux autres dans deux directions perpendiculaires l'une à l'autre. Les lèvres entourant les panneaux munis de perçages peuvent venir d'une seule pièce avec la plaque d'écoulement (voir figure 5), auquel cas on peut utiliser un procédé de fabrication par électro-érosion ou par coulée Il est toutefois avantageux de prévoir les lèvres sur un élément de construction séparé (voir figure 6), qui recouvre la surface inférieure de la plaque d'écoulement. REVENDICATIONS 1 Tubulure de sortie pour dispositifs de remplissage de liquides, comportant une plaque d'écoulement gui est munie d'un grand nombre de perçages étroitement serrés les uns contre les autres pour déverser le liquide dans un récipient ou analogue placé en-dessous de la tubulure de sortie, caractérisée par le fait que les perçages ( 9) sur la face inférieure de la plaque d'écoulement ( 4) débouchent dans un ou plusieurs panneaux ( 10 ') et que sur le bord de chaque panneau ( 10 ') sont formées des lèvres ( 12) dépassant de la face inférieure de la plaque d'écoulement ( 4) et faisant saillie dans les sections trans- versales des jets sortant des embouchures des perçages les plus proches du bord de chaque panneau ( 10 '). 2 Tubulure de sortie selon la revendication 1, carac- térisée par le fait que les lèvres ( 12) de chaque panneau ( 10 ') sont réalisées convergentes les unes par rapport aux autres et par rapport à la direction des jets. 3 Tubulure de sortie selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le rapport entre la section trans- versale totale des perçages ( 9) de chaque panneau ( 10, 10 ')et la section transversale d'écoulement entourée par les bords des lèvres ( 12) est d'environ 1:1,5. 4 Tubulure de sortie selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisée par le fait que la face inférieure de la plaque d'écoulement ( 4) forme localement dans chaque panneau ( 10 ') une saillie ( 14) qui va en se rétrécissant vers le bas en formant une pointe ( 15) ou une aréte. Tubulure de sortie selon la revendication 4, carac- térisée par le fait que la saillie ( 14) descend moins bas que les lèvres ( 12). 6 Tubulure de sortie selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les perçages ( 9) dans la plaque d'écoulement ( 4) sont inclinés sous un angle aigu ( O C) par rapport à l'axe longitudinal de la tubulure de sortie de façon que les jets de liquide sortant des perçages ( 9) soient dirigés obliquement vers une paroi interne du récipient. 7 Tubulure de sortie selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que les perçages ( 9) sont disposés dans la plaque d'écoulement ( 4) en un ou plusieurs panneaux ( 10, 10 ') qui est ou sont adaptés au contour de la section transversale du récipient ( 3). 8 Tubulure de sortie selon la revendication 7 pour le remplissage de récipients de section transversale rectangulaire au carré, caractérisée par le fait que les perçages ( 9) sont disposés en plusieurs panneaux rectangulaires étroits ( 10,10 ') qui sont placés symétriquement par rapport à un axe médian de la section transversale du récipient et parallèlement à un côté de la section transversale de ce dernier, et que les perçages ( 9) dans des panneaux mutuellement opposés par rapport audit axe médian divergent à chaque fois les uns par rapport aux autres dans le sens de l'écoulement. 9 Tubulure de sortie selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 8, caractérisée par le fait que les perçages ( 9) dans les panneaux ( 10, 10 ') sont disposés en quinconce, c'est-à-dire décalés, dans les rangées parallèles les unes aux autres. Tubulure de sortie selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que la longueur et le diamètre des perçages se situent dans un rapport d'au moins 3:1. 11 Tubulure de sortie selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait que les perçages ( 9) juste en amont de leur embouchure d'écoulement présentent une réduction de diamètre formant un épaulement ( 13). 12 Tubulure de sortie selon la revendication 8, carac- térisée parle fait que la saillie ( 14) dans chaque panneau rectangulaire ( 10, 10 ') a la forme d'une pyramide dont les diagonales de la surface de base sont parallèles aux côtés du panneau rectangulaire.