Brevet FR2532154A2 — publié le 19840302

FR 2532154 A2 19840302 FR 8214939 A 19820901 Le présent certificat d'addition concerne des perfectionnements à l'installation de refroidissement du lait selon le brevet principal. On a décrit dans le brevet principal un échangeur tubulaire pour l'échange de chaleur entre deux fluides, ainsi qu'une installation qui utilise un tel échangeur pour refroidir un fluide, tel -que du lait de traite des vaches avant d'être stocké dans une cuve réfrigérée. L'installation de refroidissement du lait conforme au brevet principal comporte ure pompe pour envoyer le lait provenant de la traite dans un échangeur de chaleur ou le lait est refroidi avant d'être stocké dans une cuve réfrigérée, ledit échangeur de chaleur comprenant un tube intérieur en acier inoxydable, agencé en spirale et destiné à la circu- lation du lait, et un tube extérieur en matière plastique souple, disposé autour du tube intérieur et destiné à la circulation à contre courant de l'eau de refroidissement dans l'espace compris entre les deux tubes. Dans le mode de réalisation préférentielle conforme au brevet principal, la circulation du lait s'effectue de haut en bas dans l'échangeur de chaleur et cet echangeur comprend en outre unecanalisation ( 46) pour la remontée du lait, de manière à permettre une stagnation momentanée du lait dans l'échangeur Il en résulte que la pompe à lait doit être actionnée pour évacuer le lait refroidi contenu dans l'échangeur de chaleur. L'invention qui fait l'objet du présent certificat d'addition vise à éviter cet inconvénient et à permettre d'évacuer le lait refroidi sans qu'il soit nécessaire d'action- ner la pompe. Pour ce faire, l'installation de refroidissement du lait comporte uneconduite descendante destinée à amener directement par gravité dans la cuve réfrigérée le lait refroidi prélevé au bas de l'échangeur, ainsi qu'une prise d'air montée sur le tube de circulation du lait et en haut de l'échangeur, la dite prise d'air pouvant être maintenue soit en position fermée pour le refroidissement du lait, soit en position ouverte pour la vidange de l'échangeur. L'installation de refroidissement du lait conforme au mode de réalisation préféré du brevet principal comprend par ailleurs une vanne à papillon pourvue d'une ouverture et disposéeen aval de la pompe à lait entre la pompe à lait et l'échangeur de chaleur Comme indiqué dans le brevet prin- cipal, cette vanne est maintenue en position ouverte pour le refroidissement du lait et en position fermée pour le- nettoyage de l'installation, l'étranglement créé par l'ouver- ture centrale augmentant alors la pression du liquide de lavage On a remarqué cependant que le clapet anti-retour de la pompe à lait, lequel est placé à l'intérieur d'un étran- glement, est susceptible de matraquer le lait et par conséquent de conduire à une lipolyse du lait, avec tous les-inconvé- nients déjà mentionnés dans le brevet principal. L'invention qui fait l'objet du présent certificat d'addition vise également à éviter cet inconvénient en dis- posant, à la place du clapet anti-retour de la pompe à lait, un clapet anti-retour placé en aval de la vanne à papillon et disposé à l'intérieur d'une section évasée de la canali- sation de circulation du lait Il en résulte que lé lait n'a pas à passer à travers un étranglement et que la vanne à papillon peut, quant à elle, toujours offrir un étrangle- ment pour augmenter la pression du liquide de lavage. Dans l'installation décrite dans le brevet principal, le lait provenant de la traite est d'abord recẻilli dans un recipient de transfert disposé en amont de la pompe à lait, puis refroidi dans l'échangeur de chaleur disposé en aval de la pompe à lait Le présent certificat d'addition prévoit également que l'installation comporte un autre échangeur de chaleur disposé en amont du récipient de transfert Le présent certificat d'addition -prévoit également que l'installation comporte un seul échangeur de chaleur disposé en amont du récipient de transfert. Il a également été prévu dans le brevet principal que l'eau de refroidissement de l'échangeur de chaleur pro- vient d'une réserve d'eau extérieure maintenue à niveau constant On a toutefois constaté que, pendant les périodes de très grand froid, cette réserve d'eau était susceptible de geler en partie et par conséquent d'empêcher le fonction- nement de l'installation de refroidissement Pour éviter un tel inconvénient, le présent certificat'd'addition prévoit que l'installation comporteen outre une réserve d'eau inté- rieure maintenue à niveau constant et reliée à la réserve d'eau extérieure. Dlautres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la descriptiôn détaillée qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre illustratif, et sur lesquels la figure 1 est une vue schématique d'une instal- lation de refroidissement du lait selon l'invention; la figuré 2 est une vue en coupe de la prise d'air de l'installation de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe du couvercle de la prise d'air de la figure 2, le couvercle étant repré- senté avant sa mise en forme; la figure 4 est une vue en coupe du clapet anti- retour-de l'installation de la figure 1; et la figure 5 est une vue de dessus de la membrane du clapet de la figure 4. L'installation de refroidissement du-lait représen- téeschématiquement sur la figure 1 reprend les principaux éléments constitutifs de l'installation décrite au brevet principal et ses éléments sont identifiés par les mêmes références numériques. On rappelera brièvement que le lait provenant de la traite des vaches est recueilli tout d'abord dans un récipient de transfert ( 10) d'o il est envoyé vers un échan- geur tubulaire ( 18) au moyen d'une pompe ( 12) Dans l'échan- geur ( 18), le lait est refroidi par échange avec de l'eau froide, avant d'être envoyé par une canalisation ( 20) dans une cuve de stockage ( 22) réfrigérée à une température de 2 à 40 C Comme déjà indiqué dans le brevet principal, le récipient de transfert ( 10) comprend un détecteur ( 42) de niveau haut et un détecteur ( 44) de niveau bas aptes à commander respectivement la mise en marche et l'arrêt de la pompe ( 12), en sorte que cette dernière n'est actionnée qu'à partir du moment o le récipient ( 10) est plein jusqu'au moment o il est pratiquement vide Ceci permet d'envoyer le lait en discontinu dans l'échangeur ( 18) o il subit alors un traitement de refroidissement. Le présent certificat d'addition permet d'évacuer la quantité de lait ainsi refroidiesans qu'il soit nécessaire d'actionner la pompe ( 12) La canalisation( 20), au lieu de remonter par la canalisation ( 46) pour permettre une stagna- tion du lait comme dans le brevet principal, est constituée par une conduite descendante destinée à amener directement par gravité dans la cuve réfrigérée ( 22) le lait refroidi prélevé au bas de l'échangeur ( 18) Pour permettre l'évacua- tion du lait, l'installation comporte en outre ureprise d'air ( 78) montée sur le tube de ciculation du lait et en haut de l'échangeur ( 18), cette prise pouvant être maintenue soit en position fermée pour le refroidissement du lait, soit en position ouverte pour la vidange de l'échangeur. La prise d'air ( 78) sera maintenant décrite plus particulièrement en référence aux figures 2 et 3 La prise d'air ( 78) est montée sur le point le plus haut de la cana- lisation ( 16) qui conduit le lait depuis la pompe ( 12) jusqu'à échangeur ( 18) La prise d'air ( 78) comprend une ouverture circulaire ( 80) ménagée dans la canalisation ( 16) et ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur de cette canalisation, un couvercle de fermeture ( 82) monté pivotant sur la canalisation ( 16), un ressort élastique ( 84) tendant à rappeler le couvercle vers sa position d'ouverture, et un organe de verrouillage ( 86) pour maintenir le couvercle en position de fermeture Comme représenté sur la figure 2, le couvercle ( 82) présente une forme incurvée à contour circulaire et comporte uneplaque de caoutchouc ( 88) maintenue entre une -15 plaque intérieure ( 90) en acier inoxydable de dimension inférieure et une plaque extérieure ( 92) en acier inoxydable de dimension supérieure Les plaques ( 88, 90 et 92) sont maintenues ensemble par une fixation ( 14) et sont incurvées de tellè-sorte que la face intérieure de la plaque ( 90) pré- sente un rayon de courbure égal à celui de la surface inté- rieure de la canalisation ( 16) Comme représenté sur la figure 2,.le couvercle ( 82) pivote autour d'un axe ( 96) et le ressort ( 84) est enfilé autour d'une tige ( 98) qui passe à travers un rebord ( 100) du couvercle, et dont une extrémité est articuléesur un support ( 102) solidaire de la canalisation - ( 16) et dont l'autre extrémité est pourvue d'une butée En position de verrouillage, l'organe de verrouillage ( 86) maintient le couvercle en position ferméeet, dès que,l'organe de verrouillage est actionné, le ressort ( 84) provoque une ouverture franche et instantanée du couvercle ( 82) et par conséquent l'arrivée d'air dans la canalisation ( 16) Cette arrivée d'air permet de vidanger immédiatement le contenu de l'échangeur de chaleur On comprendra par conséquent que, pendant tout le refroidissement du lait,la prise d'air ( 78) sera maintenue en position fermée Une fois la traite terminée, on ouvrira la prise d'air ( 78) pour vidanger le lait puis on fermera à nouveau cette prise d'air pour effectuer le lavage de l'installation En fin de lavage, on pourra ajouter un désinfectant à l'eau-de lavage en sorte que le désinfectant puisse exercer son action entre deux traites consécutives. La prise d'air ( 78) pourra ensuite être ouverte pour vidanger le mélange eau et désinfectant. L'installation de la figure 1 comporte, à la place du clapet anti-retour de la pompe 112),un clapet anti-retour ( 106) placé en aval de la vanne à papillon ( 66) Ce clapet anti-retour ( 106) est disposé à l'intérieur d'une section évasée ( 108) de la canalisation ( 16) Comme représenté sur la figure 4, le clapet anti-retour ( 106) est un clapet à membrane comprenant une plaque circulaire ( 110) de caoutchouc renforcée par aeux plaques circulaires ( 112 et 113) en acier inoxydable et reliée par un pont de matière ( 114) à un partie annulaire ( 116) La partie annulaire ( 116) est destinée à faire joint d'étanchéité entre une section amont ( 118) et une section aval ( 120) de la canalisation ( 16), ces deux sections étant reliées entre elles au moyen d'une bague filetée ( 122) Comme représenté sur la figure 4, la partie annulaire ( 116) est destinée à être serrée entre des épaulements respectifs ( 124 et 126) des sections ( 118 et 120), tandis que la plaque circulaire ( 110), formant membrane, est destinée à venir s'appliquer contre l'épaulement annulaire ( 124) de la section ( 118) On remarquera que la section ( 108) est évasée, de manière à supprimer tout étranglement au niveau du clapet ( 106). L'installation représentée sur la figure 1 comporte en outre un deuxième échangeur de chaleur ( 128) disposé immédiatement en amont du récipient ( 10) L'échangeur ( 128) est réalisé de façon identique à l'échangeur ( 18) et comporte une arrivée de lait ( 130), une arrivée d'eau de refroidissement ( 132) et une sortie d'eau de refroidissement ( 134). Avec une telle installation, le lait subit un pré- refroidissement avant son stockage temporaire dans le récipient de transfert ( 10) puis un nouveau refroidissement avant son stockage dans la-cuve réfrigérée ( 22). Le présent certificat d'addition prévoit également que l'installation ne comporte qu'un seul échangeur de chaleur, à savoir l'échangeur ( 128), disposé en amont du récipient de transfert ( 10) Dans un tel cas, le lait, à sa sortie de la pompe ( 12), est envoyé directement vers la cuve réfrigérée ( 22) par l'intermédiaire d'une canalisation ( 136) (rieprésen- tée en pointillé sur la figure 1). Comme dans le cas de l'installation du brevet prin- cipal, l'eau de refroidissement peut être soit de l'eau du secteur arrivant par une canalisation ( 50) dont l'ouverture est commandée par une électro-vanne ( 52), elle-même-pilotée par un programmateur ( 48), soit de l'eau froide contenue dans une réserve d'eau extérieure ( 54) maintenue à niveau constant par un robinet à flotteur ( 56) Pour éviter qu'en période de froid intense l'eau de la réserve ( 54) se prenne en glace et empêche le fonctionnement de l'installation, la présente invention prévoit une réserve d'eau intérieure ( 138) maintenue à niveau constant par un robinet à: flotteur ( 140) et commu- niquant par une conduite ( 142) avec la réserve extérieure ( 54) La réserve d'eau intérieure ( 138), qui est maintenue à la température ambiante intérieure, forme ainsi une capacité tampon et permet à la réserve d'eau extérieure-( 54) de fonctionner quelle qoesoit la température extérieure. -8 2532154 La prise d'air ( 78) de l'installation objet du présent certificat d'addition vient en remplacement du clapet ( 74) de l'installation du brevet principal. Alors que le clapet ( 74) était un clapet à fonctionnement automatique servant à décompresser le circuit à chaque cycle de fonctionnement pour éviter le siphonnage, la prisé d'air ( 78) est une prise commandée volontairement pour vidanger le circuit. En dehors des améliorations faisant l'objet du présent certificat d'addition, l'installation demeure - identique à celle du brevet principal, de même que son fonctionnement. REVENDICATIONS 1 Installation de refroidissement du lait selon la revendication l du brevet principal, comportant une pompe pour envoyer le lait provenant de la traite dans un échangeur de chaleur o le lait est refroidi avant d'être stocké dans une cuve réfrigérée, ledit échangeur de chaleur comprenant un tube intérieur en acier inoxydable, agencé en spirale et destiné à la circulation du lait, et un tube extérieur en matière plastique souple, disposé autour du tube intérieur et destiné à la circulation à contre-courant de l'eau de refroidissement dans l'espace ûoompris entre les deux tubes, la circulation du'lait s'effectuant de haut en bas dans l'é- changeur dechaleur, caractérisée par le fait qu'elle comporte une conduite descendante ( 20) destinée à amener directement par gravité dans la cuve réfrigérée ( 22) le lait refroidi prélevé au bas de l'échangeur ( 18), ainsi qu'une prise d'air en position ouverte pour la vidange de l'échangeur. 2 Installation selon la revendication 1, caracté- risée par le fait que la prise d'air ( 78) comprend une ouverture circulaire ( 80) ménagée dans la canalisation de circulation du lait-et ayant une diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur de la canalisation, un couvercle de fermeture ( 82) monté pivotant sur la canalisation de circu- lation de lait, un ressort élastique ( 84) tendant à rappeler le couvercle Vers sa position d' ouverture, et un organe de Verrouillage ( 86) pour maintenir le couvercle en position de fermeture. 3 Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le couvercle de fermeture ( 82) présente une forme incurvée à contour circulaire et comporteune plaque de caoutchouc ( 88) maintenue entre une plaque intérieure ( 90) en acier inoxydable de dimension inférieure et une plaque extérieure ( 92) en acier inoxydable de dimension su- périeure. 4 Installation selon l'une des revendications 1 à 3, comportant une vanne à papillon pourvue d'une ouverture et disposée en aval de la pompe à lait, caractérisée par le fait qu'elle comporte, à la place du clapet anti-retour de la pompe à lait ( 12), un clapet antiretour ( 106) placé en aval de la vanne à papillon ( 66) et disposé à l'intérieur d'une section évasée ( 108) de la canalisation de circulation du lait ( 16). 5 Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le clapet anti-retour ( 106) comprend une plaque circulaire ( 110) de caoutchouc renforcée par deux plaques circulaires ( 112, 113) en acier inoxydable et reliée par un pont de matière ( 114) à une partie annu- laire ( 116) formant joint d'étanchéité entre une section amont ( 118) et une section aval ( 120) de la canalisation ( 16) de circulation de lait. 6 Installation selon la revendication 1, dans laquelle le lait provenant de la traite est d'abord recueilli dans un récipient de transfert disposé en amont de la pompe à lait, puis refroidi dans un échangeur de éhaleur disposé en aval de la pompe à lait, caractérisée par le fait qu'elle comporte un autre échangeur de chaleur ( 128) disposé en amont du récipient de transfert ( 10). 7 Installation selon la revendication 1, dans laquelle le lait provenant de la traite est d'abord recueilli dans un récipient de transfert disposé en amont de la pompe à lait, caractérisée par le fait que l'échangeur de chaleur est disposé en amont du récipient de transfert ( 10). 8 Installation selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle l'eau de refroidissement de l'échan- geur de chaleur provient d'une réserve d'eau extérieure, maintenue à niveau constant, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre une réserve d'eau intérieure ( 138) maintenue à niveau constant et reliée à la réserve d'eau extérieure ( 54).